Hidrologia Analítica<br />Gustavo Quaresimin Cordeiro<br />
Programa da Disciplina<br /><ul><li> Definição, Divisão e História da Hidrologia;
Medidas de Evaporação;
Medidas de Evapotranspiração;
Precipitação: tipos de chuvas, medição das chuvas, relação intensidade x derivação e freqüência das chuvas;
Postos Pluviométricos: definição, pontos onde são instalados, como se faz as medições e finalidade;
Pluviometria, lei das precipitações. Equações da chuva em um ponto;
Distribuição espacial da chuva e gráfico das chuvas;
Radiação, Condução e Convecção de Calor;
 Interpretação de Tábuas de Marés;
Conceitos Fundamentais de Meteorologia;
Equipamentos de tratamentos e instrumentação de medição: ciclones, venturis, scrubbers, filtros de manga, precipitadores e...
Processamento dos dados Fluviométricos;
Vazões de Enchentes: ocorrências e o risco de um projeto;
Visita Técnica ao Cepagri: Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura e ao Abastecimento;
 Dimensionamento dos Volumes Úteis dos Reservatórios</li></li></ul><li>Programa da Disciplina<br />Determinação do Volume ...
Definições<br />	Hidrologia: do grego hydor (água), logos (ciência, estudo);<br />	Definição 1: Hidrologia é a ciência que...
História<br />Os mais antigos trabalhos de drenagem e irrigação em larga escala são atribuídos ao Faraó Menés, fundador da...
História<br />Muitos conceitos errôneos e falhas de compreensão atravessaram o desenvolvimento da engenharia no seu sentid...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Hidrologia analítica aula1

1,720 views

Published on

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
1,720
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7
Actions
Shares
0
Downloads
43
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Hidrologia analítica aula1

  1. 1. Hidrologia Analítica<br />Gustavo Quaresimin Cordeiro<br />
  2. 2. Programa da Disciplina<br /><ul><li> Definição, Divisão e História da Hidrologia;
  3. 3. Medidas de Evaporação;
  4. 4. Medidas de Evapotranspiração;
  5. 5. Precipitação: tipos de chuvas, medição das chuvas, relação intensidade x derivação e freqüência das chuvas;
  6. 6. Postos Pluviométricos: definição, pontos onde são instalados, como se faz as medições e finalidade;
  7. 7. Pluviometria, lei das precipitações. Equações da chuva em um ponto;
  8. 8. Distribuição espacial da chuva e gráfico das chuvas;
  9. 9. Radiação, Condução e Convecção de Calor;
  10. 10. Interpretação de Tábuas de Marés;
  11. 11. Conceitos Fundamentais de Meteorologia;
  12. 12. Equipamentos de tratamentos e instrumentação de medição: ciclones, venturis, scrubbers, filtros de manga, precipitadores eletrostáticos;
  13. 13. Processamento dos dados Fluviométricos;
  14. 14. Vazões de Enchentes: ocorrências e o risco de um projeto;
  15. 15. Visita Técnica ao Cepagri: Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura e ao Abastecimento;
  16. 16. Dimensionamento dos Volumes Úteis dos Reservatórios</li></li></ul><li>Programa da Disciplina<br />Determinação do Volume Morto do Reservatório;<br />Sedimentos: transporte dos sedimentos, erosão: causas, problemas e soluções de erosão;<br />Séries Históricas de Chuvas: chuvas atipícas;<br />Estudos de Casos de Chuvas Atípicas e Acidentes;<br />Cálculo da quantidade média de chuva sobre uma determinada área;<br />Infiltração das chuvas e sua importância no meio urbano;<br />Hidrologia de Superfície: escoamento superficial; critérios e cálculos, medição de vazão;<br />Hidrologia: ferramenta para gestão dos recursos hídricos e outorga de lançamento de efluentes nos cursos d’água;<br />Hidrologia Urbana;<br />Balanço Hídrico;<br />Hidrografia: conceito e aplicabilidade;<br />Ciclo Hidrológico em ambiente natural e em ambiente urbano: o balanço hídrico;<br />Hidrogramas.<br />
  17. 17. Definições<br /> Hidrologia: do grego hydor (água), logos (ciência, estudo);<br /> Definição 1: Hidrologia é a ciência que trata da 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 relacionada com toda a água da Terra, sua ocorrência, distribuição e circulação, suas propriedades físicas e químicas, seu efeito sobre o meio ambiente e sobre todas as formas da vida. (Definição proposta pelo US Federal Council for SciencesandTechnology (Chow, 1959)). <br /> Termo muito amplo, imagine o comportamento da água nos diversos sistemas biológicos<br /> Definição 2: A Hidrologia estuda as fases do ciclo hidrológico, descrevendo seu passado, tentando prever seu futuro. <br />
  18. 18. História<br />Os mais antigos trabalhos de drenagem e irrigação em larga escala são atribuídos ao Faraó Menés, fundador da primeira dinastia egípcia, que barrou o rio Nilo próximo a Mênphis, com uma barragem de 15m e extensão de aproximadamente 500 metros, para alimentar o canal de irrigação. <br />Também no Egito encontram-se os primeiros registros sistemáticos de níveis de enchentes. Estes registros datam de 3.500 a.C. e indicavam aos agricultores a época oportuna de romper os diques para inundar e fertilizar as terras agricultáveis. Nota-se que, aos egípcios, pouco importava o estudo da Hidrologia como ciência e sim. A sua utilização. <br />
  19. 19. História<br />Muitos conceitos errôneos e falhas de compreensão atravessaram o desenvolvimento da engenharia no seu sentido atual. Os gregos foram os primeiros filósofos que estudaram seriamente a Hidrologia, com Aristóteles sugerindo que os rios eram alimentados pelas chuvas. Sua maior dificuldade eram explicar a origem da água subterrânea. Somente na época de Leonardo da Vinci (por volta de 1.500 D.C.) a idéia da alimentação dos rios pela precipitação começou a ser aceita. No entanto, foi apenas no ano de 1694 que Perrault, através de medidas pluviométricas na bacia do rio Sena, demonstrou, quantitativamente, que o volume precipitado ao longo do ano era suficiente para manter o volume escoado. <br />
  20. 20. História<br />O astrônomo inglês Halley, em 1693, provou que a evaporação da água do mar era suficiente para responder por todas as nascentes e fluxos d’água. Mariotte, 1em 1686, mediu a velocidade do rio Sena. Estes primeiros conhecimentos de Hidrologia permitiram inúmros avanços no Século XVIII, incluindo o teorema de Bernoulli, o Tubo Pitot e a Fórmula de Chèzy, que formam a base da Hidráulica e da Mecânica dos Fluidos. <br />Durante o Século XIX, foram feitos significantes avanços na teoria da água subterrânea, incluindo a Lei de Darcy. No que se refere à Hidrologia de águas superficiais, muitas fórmulas e instrumentos de medição foram criados. <br />
  21. 21. História<br />Chow (1954) chamou o período compreendido entre 1900 e 1930 ficou conhecido como o Período do Empirismo. O período de 1930 a 1950 seria o Período da Racionalização. Datam desta época o Hidrograma Unitário de Sherman (1932) e a Teoria da Infiltração de Horton (1933). Entre 1940 a 1950 foram feitos significantes avanços no entendimento do processo de evaporação. Em 1958, Gumbelllança as bases da moderna hidrologia estocástica. A partir da década de 70, a Hidrologia passa a contar com o avanços computacionais, o que levaram ao desenvolvimento de muitos modelos de simulação <br />
  22. 22. Disponibilidade Hídrica no Planeta.<br />
  23. 23. Disponibilidade Hídrica no Planeta.<br />Deste total, cerca de 94% é de água salgada e apenas 6%, de água doce. Desconsiderando a quantidade de água doce sob forma de geleiras, águas subterrâneas e umidade atmosférica, ínfimos 0,0161% do total da água do Planeta estão disponíveis em rios e lagos, os quais não se encontram eqüitativamente distribuídos sobre todo o Planeta. <br />Para se dar uma pequena idéia da má distribuição espacial da água, cita-se o exemplo do Brasil, que possui cerca de 12% das reservas hídricas superficiais do mundo, mas com aproximadamente 65% destes recursos concentrados na Amazônia. <br />
  24. 24. Questões a se pensar: <br />1. Por que se preocupar com as várias fases do ciclo hidrológico?<br />2. Se o estudo da Hidrologia não era importante há 30-40 anos atrás, por que o deveria ser hoje?<br />3. Se essa quantidade de água doce nunca foi motivo de grandes preocupações, por que o seria agora? <br />
  25. 25.
  26. 26. Ciclo Hidrológico<br />A água diferencia-se dos demais recursos naturais pela notável propriedade de renovar-se continuamente, graças ao ciclo hidrológico. Embora o movimento cíclico da água não tenha princípio nem fim, costuma-se iniciar seu estudo descritivo pela evaporação da água dos oceanos, seguida de sua precipitação sobre a superfície que, coletada pelos cursos d’ água, retorna ao local de partida. <br />Alguns tópicos podem ser destacados: <br />1. O sol constitui-se na fonte de energia para a realização do ciclo. O calor por ele liberado atua sobre a superfície dos oceanos, rios e lagos estimulando a conversão da água do estado líquido para gasoso. <br />2. A ascensão do vapor d’ água conduz à formação de nuvens, que podem se deslocar, sob a ação do vento, para regiões continentais. <br />3. Sob condições favoráveis a água condensada nas nuvens precipita (sob forma de neve, granizo ou chuva)podendo ser dispersada de várias formas: <br />Retenção temporária ao solo próximo de onde caiu; <br />Escoamento sobre a superfície do solo ou através do solo para os rios; <br />Penetração no solo profundo. <br />
  27. 27. Ciclo Hidrológico<br />4. Atingindo os veios d’ água, a água prossegue seu caminho de volta ao oceano, completando o ciclo. <br />5. As depressões superficiais porventura existentes retém a água precipitada temporariamente. Essa água poderá retornar para compor fases seguintes do ciclo pela evaporação e transpiração da plantas. <br />6. Os escoamentos superficial e subterrâneo decorrem da ação da gravidade, podendo parte desta água ser evaporada ou infiltrada antes de atingir o curso d’ água. <br />7. Atingindo os veios d’água, a água prossegue seu caminho de volta ao oceano, completando o ciclo. <br />8. A evaporação acompanha o ciclo hidrológico em quase todas as suas fases, seja durante a precipitação, seja durante o escoamento superficial. <br />
  28. 28. A Água e o Desenvolvimento<br /> A água sempre desempenhou um papel fundamental na história da humanidade. O surgimento das cidades sempre se deu ao longo os rios. Entretanto, não se tinha a percepção da importância da água como hoje, uma vez que sua qualidade e quantidade eram adequadas às necessidades da época – abastecimento, diluição de dejetos, pesca, geração de energia, entre outros. Como as fontes hídricas não eram desenvolvidas no limite de sua possibilidades, havia pouco interesse em se obter dados e conhecimento a respeito de suas capacidades máximas, e assim a Hidrologia, como ciência, pouco se desenvolveu. <br />
  29. 29. A Água e o Desenvolvimento<br /> Hoje, o cenário é outro. Segundo a Organização das Nações Unidas (ONU), o consumo mundial de água doce dobrou nos últimos 50 anos e corresponde, atualmente, à metade de todos os recursos hídricos acessíveis. Explorar tais recursos foi o motor do desenvolvimento econômico de muitos países, sobretudo na agricultura, abastecimento humano e animal, geração de energia, indústria e transporte. Porém a competição por água entre tais setores vem degradando as fontes naturais, das quais o mundo depende. O ciclo natural da água tem sido interrompido ou alterado em regiões muito artificializadas, como as megacidades. <br />
  30. 30. A Água e o Desenvolvimento<br /> É consenso geral que a gestão das águas é uma necessidade. E assim, a Hidrologia ressurge, hoje, como ferramenta indispensável para tal fim, uma vez é a ciência que trata do entendimento dos processos naturais que dão base aos projetos de suprimento de água. Só ela pode avaliar como e quanto o ciclo hidrológico pode ser modificado pelas atividades humanas. <br /> No passado, já existiam estes sinais de desconhecimento da Hidrologia, mas os mesmos só afetavam pequenas parcelas da população e tinham pouca divulgação. Isto tem mudado significativamente nos últimos 30 anos. Hoje já se tem o entendimento que a prosperidade e a sobrevivência da humanidade é função da disponibilidade de água doce e potável e que, a cada ano nascem mais alguns milhões de consumidores e não é criada, sequer, uma gota d’água a mais no Planeta. <br />
  31. 31. A Água e o Desenvolvimento<br /> Os múltiplos usos e usuários disputando um mesmo litro de água e a perspectiva de demandas ainda maiores no futuro indicam que mais e mais profissionais – e não somente o engenheiro – necessitam ter conhecimentos de Hidrologia. Somente assim os tomadores de decisão poderão avaliar as vantagens e desvantagens de cada alteração proposta no ciclo hidrológico. <br />Exemplos da falta de conhecimentos de Hidrologia na sociedade moderna: <br />1. Construção nas planícies aluviais de rios <br />2. Reservatórios superdimensionados <br />3. Problemas de drenagem urbana<br />4. Construção e reservatórios pouco profundos em regiões com altas taxas de evaporação <br />5. Perfuração de poços secos em regiões cristalinas <br />6. Problemas de salinização de solos em projetos de irrigação em regiões áridas e semi-áridas <br />
  32. 32. Aplicações<br /> A Hidrologia não é uma ciência pura, uma vez que o objeto de estudo é usualmente dirigido para aplicações práticas, sendo assim, o termo “Hidrologia Aplicada” é freqüentemente utilizado. Eis algumas das aplicações da hidrologia: <br />Escolha de fontes de abastecimento de água <br />Subterrânea - locação do poço e capacidade de bombeamento <br />Superficial – locação da barragem, estimativa da vazão afluente e da vazão a ser regularizada, dimensionamento do reservatório e do sangradouro <br />Drenagem urbana – dimensionamento de bueiros <br />Drenagem de rodovias – dimensionamento de pontes e pontilhões <br />Irrigação – fonte de abastecimento, estimativa da evapotranspiração da cultura <br />Controle de enchentes – dragagem do leito do rio, construção de reservatórios de controle de cheias <br />

×