HIDRÁULICA APLICADA II

Transcrição

1 HIDRÁULICA APLICADA II PARTE I 1 SUMÁRIO 1. GENERALIDADES 2. CICLO HIDROLÓGICO 3. BACIA HIDROGRÁFICA 4. PRECIPITAÇÃO 6. ESCOAMENTO DE SUPERFÍCIE 2 1

2 Intercepção Quantidade de precipitação que é retida pelas copas de árvores (folhas, ramos e troncos), pela manta morta vegetal, pelos telhados, estradas, etc. e retorna à atmosfera por evaporação, sendo assim impedida de atingir o solo. J = C+L R = P-J = P-(C+L) C = P-(T+S) L = (T+S)-R - Nas zonas urbanizadas ter em conta a parcela da precipitação que fica retida nos telhados, nas estradas, etc. 3 Intercepção C Intercepção pelas copas L Intercepção pela manta morta J=C+L J Intercepção total 4 2

3 P Precipitação Intercepção C Intercepção pelas copas L Intercepção pela manta morta R=P-J= J=P-(C+L) R Precipitação eficaz 5 P Precipitação Intercepção C Intercepção pelas copas L Intercepção pela manta morta R=P-J=P-(C+L) R Precipitação eficaz 6 3

4 Intercepção Capacidade de retenção - volume total de água retida nas cavidades da bacia e nas camadas subterrâneas; corresponde pois à água não escoada nem perdida (Rt,Rt ). - Precipitação eficaz R = P (C+L) - Rt + Rt Q t Q Área=S R = t 0 ( ) Q t dt V = S S 7 P Precipitação Intercepção C Intercepção pelas copas S Escoamento pelos troncos T Penetração C=P-(T+S) C Intercepção pelas copas 8 4

5 Intercepção S Escoamento pelos troncos L Intercepção pela manta morta T Penetração L=(T+S)-R L Intercepção pela manta morta 9 - designa o conjunto de fenómenos de carácter puramente físico que transformam a água líquida em vapor de água. 10 5

6 Ocorre quando algumas moléculas de líquido aquecidas atingem uma energia cinética suficiente para vencer a tensão superficial e assim se libertarem da superfície do líquido. Para haver evaporação é necessário: - Energia; - Diferença de tensão de vapor entre a camada vizinha da superfície da água e a atmosfera; - Vento. 11 A energia provém da radiação solar, do calor transportado pela atmosfera, ou da chegada de água quente (esgotos urbanos, águas de refrigeração das centrais eléctricas ou processos químicos, etc.). A tensão do vapor é influenciada pela temperatura do ar, pela pressão atmosférica e pela humidade. O vento desloca a camada de ar saturado para zonas não saturadas, para que a evaporação continue. Para além destas características, haverá que ter em conta o calor armazenado pela própria massa de água que varia do Verão para o Inverno. 12 6

7 Factores que condicionam a evaporação ESTADO DA ATMOSFERA ESTADO DA SUPERFÍCIE EVAPORANTE - Estado higrométrico do ar - Temperatura - Insolação - Velocidade e turbu. do vento - Pressão atmosférica - Toalhas de água:extensão e profundidade - Solo: água na camada superfi. - Vegetação: transpiração 13 ORDEM DE GRANDEZA DA EVAPORAÇÃO MÉDIA ANUAL EM GRANDES LAGOS OU ALBUFEIRAS Região média anual em mm 1 -- Regiões tropicais 1500 a Lago Tchad (( H -- 4 a 5 m) m) França 660 a Sul Sul da da França e Espanha 1000 a Itália Noroeste da da Alemanha e Polónia 450 a Lagos da da Suécia meridional Lago de de Ercé Lagos Michigan e Huron Lago de de Genebra Mar Morto Lagos de de montanha dos Alpes Lagos da da Russia Lagos da da Ásia média 1500 a

8 EVAPORAÇÃO MÉDIA MENSAL NA ALBUFEIRA DO ALTO LINDOSO Mês Mês mensal -- mm mm mensal -- mm Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Abril Maio Maio Junho Julho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Janeiro Janeiro Fevereiro Março Março Abril Abril Maio Maio Junho Junho Julho Julho Agosto Agosto Setembro Outubro 15 Transpiração Transpiração - é a evaporação da água absorvida pelas plantas e por elas eliminada nos diferentes processos biológicos. Evapotranspiração - é o fenómeno complexo resultante da transpiração das plantas e da evaporação do meio circundante (superfície do terreno água de valas, rios, pequenos lagos, etc.). Evapotranspiração potencial - é o valor da evapotranspiração que ocorreria se não houvesse deficiência de alimentação de água para o referido processo. 16 8

9 Transpiração 17 A evaporação abrange uma grande parte da água retirada duma bacia hidrográfica, pelo que é importante a sua consideração sob o ponto de vista do balanço hidrológico, podendo, nas regiões de fraca pluviosidade, o seu valor anual atingir 90% da precipitação ocorrida durante o mesmo período de tempo. 18 9

10 Outras noções - Coeficiente de escoamento R C = P 19 Outras noções - Deficit de escoamento D = P R 20 10

11 - Deficit de escoamento Outras noções - Deficit de escoamento - aproximadamente constante quando considerado o seu valor em longos períodos. Bacia Hidrográfica C (%) (%) D (mm) Ruhr Ems Halen Main Prezel Havel Rhône Rhin Danúbio Meuse Weser e Aller Elba Vístula Oder Deficit de escoamento Outras noções Fórmulas para determinar o deficit de escoamento D = T Latitude: 30ºN a 60ºN P = 800 mm ± 20% D [mm] T [ ºC ] D = T USA - Bacias Atlântico P ~ 1000 mm D [mm] T [ ºC ] 22 11

12 - Deficit de escoamento Outras noções Fórmulas para determinar o deficit de escoamento D = P P 3 ( T T ) 2 2 Déficit Déficit de de escoamento escoamento [mm] [mm] Déficit de de escoamento Fórmula de de TURC Precipitações Precipitações anuais anuais h h [mm] [mm] 23 Medição Intercepção - medição da precipitação P, da penetração T, do escoamento nos troncos S, e observação da variação do teor da humidade da manta morta vegetal. J=P-(T+S-L) medição através de evaporímetros ou atmómetros e por tinas evaporimétricas 24 12

13 Medição Evapotranspiração lisímetros ou evapotranspirómetros. - Por medição de drenagem Evapotranspiração = Precipitação + Irrigação - Drenagem - Por medição do Peso Evapotranspiração = Precipitação + Irrigação - Drenagem ± Variação de água armazenada. 25 Influência da intercepção: - No conjunto do ciclo hidrológico - pouco significativa. - Na conservação do solo - considerada importante. Contribui para a redução da acção erosiva durante as chuvadas intensas de grande duração. Influência da evaporação A maior parte das perdas que se verificam numa bacia, encontram-se entre a água que se evapora a partir do solo, quer directamente, quer através da transpiração das plantas

14 Intercepção, evaporação e evapotranspiração São afectadas por factores meteorológicos e pela vegetação. A chuva interceptada é muito mais facilmente evaporada do que a água transpirada pela vegetação. As florestas interceptam e transpiram mais do que as culturas arvenses, havendo ainda diferenças entre diversas espécies arbóreas. Quando a água escasseia em muitas regiões - Actuação sobre a respectiva vegetação; - Remoção de vegetação, substituição de umas espécies por outras, etc