Introdução a Ciência Hidrológica

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1 16/03/2016 -Hidrologia origina do Grego - hydor (água) e logos (estudo). Introdução a Ciência Hidrológica - A ciência que trata do estudo da água na natureza da água na Terra, sua ocorrência, circulação, distribuição, propriedades físico-químicas e relação com o meio ambiente e a vida. de Aquino Lemos Filho -... dos processos que governam a depleção e recarga dos recursos hídricos nas superfícies sobre o mar, do transporte de água através do ar, sobre e abaixo da superfície e através da Terra. Dr. Engenharia de Água e Solo Universidade Federal Rural do Semi-Árido Mossoró, RN - É a ciência das várias partes do Ciclo hidrológico. Ciclo hidrológico 1. RAMOS DA HIDROLOGIA: Oceanografia: oceanos. Hidrometeorologia: água na atmosfera. Limnologia: lagos e reservatórios. Potamologia ou Fluviologia: arroios e rios. Glaciologia ou Criologia: neve e o gelo. Hidrogeologia: águas subterrâneas. A Hidrologia é uma ciência interdisciplinar que tem tido evolução significativa em face aos problemas crescentes, resultados da ocupação das bacias, do incremento significativo da utilização da água e do resultante impacto sobre o meio ambiente do globo. Profissionais de diferentes áreas como engenheiros, agrônomos, geólogos, ecólogos, matemáticos, estatísticos, geógrafos, biólogos, economistas, advogados, sociólogos, entre outros atuam nas diferentes subáreas dessa ciência. POR QUE VISÃO INTERDISCISPLINAR? Sistemas hídricos Ambientes brasileiros Disciplinas Conhecimento Sócioeconômico Gestão dos Re cursos Hídricos Biomas brasileiros (características hídricas distintas): Amazônia, Pantanal, Semiárido (caatinga), Cerrado, Costeiro e Sul/Sudeste (mata atlântica e campos sulinos). Socioeconômico: desenvolvimento urbano e rural, com energia, transporte, produção agrícola, conservação e impacto ambiental, efeitos dos eventos extremos de secas e estiagem. Sistemas hídricos são: águas atmosféricas, bacias hidrográficas, rios, lagos, reservatórios e aquíferos que podem ser vistos isoladamente ou integrados. Disciplinas do conhecimento científico como: Hidrologia, Hidráulica, Qualidade da Água, Limnologia, Economia, Sedimentologia, Meteorologia, entre outras. 1

2 2. ALGUMAS APLICAÇÕES: Manejo de bacias hidrográficas; Dimensionamento de obras hidráulicas; Controle e previsão de enchentes; Controle e previsão de secas; Controle de poluição; Geração de energia; Uso dos solos no meio rural; Abastecimento urbano / industrial; Irrigação; Navegação; Qualidade da água no meio ambiente; Preservação de ecossistemas; ÁGUA x RECURSOS HÍDRICO Água refere-se ao elemento natural, desvinculado de qualquer uso. Recurso hídrico é a consideração da água como bem econômico, passível de utilização com tal fim. A água da Terra não é, necessariamente, um recurso hídrico, na medida em que seu uso ou utilização nem sempre tem viabilidade econômica. Quando há abundância de água, ela pode ser tratada como bem livre, sem valor econômico; entretanto, com o crescimento da demanda começam a surgir conflitos entre usos e usuários da água que passa a ser escassa, precisando, então, ser gerida como bem econômico. A escassez, também, pode decorrer de aspectos qualitativos, quando a poluição afeta de tal forma a qualidade, que os padrões excedem aos admissíveis para determinados usos. 3. USOS DA ÁGUA: ABASTECIMENTO HUMANO USOS MULTIPLOS HIDROELETRICIDADE Abastecimento público; Diluição de poluentes; Geração de energia elétrica; Navegação; Dessedentação de animais; Suprimento industrial; Irrigação; Manutenção dos ecossistemas; Turismo; Recreação e lazer; Pesca; Entre outros... NAVEGAÇÃO IRRIGAÇÃO ABASTECIMENTO INDUSTRIAL RECREAÇÃO E TURISMO CONTROLE DE CHEIA PESCA E AQUICULTURA 4. TIPOS DE USOS DA ÁGUA: USO CONSUNTIVO Abastecimento urbano Abastecimento industrial Irrigação Dessedentação animal USO NÃO CONSUNTIVO Geração de energia elétrica Navegação Recreação 2

3 5. MANEJO DA ÁGUA EM BH: Controle de cheias; Proteção contra enchentes; Drenagem urbana; Proteção/restauração de recursos biológicos; Erosão e assoreamento; Tratamento de esgotos; Gestão de águas; Entre outros... 3

4 6. ALGUNS PROBLEMAS DA FALTA DE CONHECIMENTO HIDROLÓGICO: Construções em áreas de risco; Projetos de irrigação sem disponibilidade hídrica; Reservatórios superdimensionados; Dimensionamento de reservatórios rasos em regiões áridas e semiáridas; Problemas de drenagem urbana e agrícola; Salinização de solos em regiões áridas e semiáridas; Perfurações equivocadas de poços; Gestão ineficiente dos recursos hídricos; Entre outros... Exemplo clássico da falta de conhecimento hidrológico... (Açude Cedro, CE): 7. IMPORTÂNCIA DE DADOS HIDROLÓGICOS: Planejamento agropecuário; Açude 100% seco em 2001 Planejamento de obras de engenharia; Previsão e acompanhamento de enchentes; Zoneamento de áreas inundáveis; Estudos de EIA / RIMA. 4

5 7.1. DADOS PLUVIOMÉTRICOS (CHUVAS): Conhecer períodos de secas; Estimar a precipitação máxima provável em uma BH; Determinar o balanço hídrico de uma BH; Comprovação de estiagem para seguros agrícolas e paralisação de obras; Determinar épocas de plantios; Controle de pragas e doenças dos plantios; Dimensionamento de canais e galerias de drenagem pluvial; Informações para turismo; 7.2. DADOS FLUVIOMÉTRICOS (VAZÃO): Prevenir inundações; Zoneamento de áreas inundáveis; Estudos para navegação; Controle de erosão e de sedimentos; Estimar o volume de água para abastecimento público, irrigação, industrial, geração de energia, etc.; Estimar vazão mínima e máxima que pode ocorrer sem prejuízos ambientais; Determinar balanço hídrico de uma BH; Determinar o coeficiente de escoamento; Obter informações de disponibilidade hídrica de uma BH; 7.3. DADOS DE QUALIDADE DAS ÁGUAS: Determinar os índices e grau de poluição dos corpos d água; Determinar a classe de enquadramento dos cursos d água; Determinar o índice de qualidade das águas de uma BH ou de um trecho de um rio; 7.4. DADOS SEDIMENTOLÓGICOS: Estimativa de deposição de materiais sólidos; Cálculo da vida útil de um reservatório; Previsão de assoreamento em reservatórios, rios e canais; Verificar a granulométrica de material em suspensão e de fundo dos cursos d água; 7.5. DADOS EVAPORIMÉTRICOS: Estimar balanço hídrico de uma BH; Calcular a evapotranspiração; Estimar o volume evaporado em lagos e reservatórios; Estudar as funções dos vegetais, como na reprodução, germinação e crescimento; Estudar o comportamento e metabolismo dos animais; 8. MÉTODO DE ESTUDO DA HIDROLOGIA: O método de estudo compreende: Coleta de dados básicos (pluviométricos, fluviométricos, linimétricos,...); Análise dos dados básicos; Entendimento do seu comportamento; Estabelecimento de suas relações mútuas; Aplicação dos conhecimentos para solução dos problemas. 5

6 8.1. HIDROLOGIA PARAMÉTRICA: Desenvolvimento de análise das relações entre os parâmetros físicos e os processos hidráulicos, a fim de gerar ou sintetizar eventos hidrológicos. Exemplos: -Obtenção de hidrogramas unitário sintéticos; -Reconstituição de hidrogramas em função de dados climáticos e parâmetros físicos da bacia; -Estimativa da infiltração de água no solo; -Entre outros HIDROLOGIA ESTOCÁSTICA: Manipulação das características estatísticas das variáveis hidrológicas para resolver problemas, com base em suas propriedades estocásticas. Exemplos: - Obtenção de equações de chuvas intensas; - Regionalização de vazões; - Entre outros... QUAL A IMPORTÂNCIA DO ESTUDO HIDROLÓGICO??? Próximo assunto: Recursos Hídricos no Brasil e no Mundo 6