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Ciclo hidrológico

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  • 1. 1- Introdução Dois terços da superfície da terra são cobertos por água. Isso corresponde a um volume de quase 1,5 milhão de quilômetros cúbicos. Em função deste aspecto, nosso planeta visto do espaço assume uma cor azulada. De toda essa água, 97% encontra-se nos oceanos, por volta de 2% esta congelada em geleiras e o 1% restante distribui-se em rios, lagos, reservas subterrâneas e vapor de água na atmosfera e no corpo dos seres vivos. A água é extremamente importante para o homem e também é fundamental para a vida dos outros animais e plantas do nosso planeta. É a única substância que existe, em circunstâncias normais, em todos os três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) na natureza. Essa característica exclusiva sugere que existam mudanças contínuas de água de um estado para o outro. 2- Importância do Ciclo Hidrológico O ciclo da água é de extrema importância para a manutenção da vida no planeta Terra. É através do ciclo hidrológico que ocorrem a variação climática, criação de condições para o desenvolvimento de plantas e animais e o funcionamento de rios, oceanos e lagos. Presta como serviços ambientais a regulação do clima, regulação dos fluxos hidrológicos, Infiltração, escoamento e reciclagem de nutrientes. 3- O Ciclo Hidrológico A suas permanentes mudanças de estado (sólido, líquido ou gasoso) ou de posição (superficial, subterrânea ou atmosférica) em relação à superfície da Terra, denominou-se de Ciclo Hidrológico. Por definição, então, Ciclo Hidrológico é a sequência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases líquida e sólida. Esse movimento é mantido pela energia radiante de origem solar e pela atração da gravidade terrestre. Nesse ciclo, distinguem-se os seguintes mecanismos de transferência de água: Precipitação, Escoamento superficial,Infiltração, Evaporação, Transpiração e evapotranspiração.Em síntese, o ciclo hidrológico pode ser representado da seguinte maneira (Figura 1): Figura 1: Ciclo Hidrológico.Fonte: USGS (United StatesGeologicalSurvey)
  • 2. - Precipitação Quando a terra estava se formando, a superfície do planeta era muito quente e toda a água existente estava na forma de vapor. Podemos dizer então, que o ciclo da água começoucom um processo chamado de condensação: a passagem do estado gasoso para o estadolíquido. Nesse caso, a água se condensou devido à diminuição de temperatura ocorrida nasuperfície do planeta, que possibilitou que o vapor de água passasse para o estado líquido. Hoje em dia, isso acontece quando o vapor de água chega a certa altura. A temperatura cai e a água condensa, passando para o estado líquido em pequenas gotículas que vão sejuntando e movimentando por causa da ação dos ventos e das correntes atmosféricas eformando as nuvens. Por fim, elas caem na forma de chuva, neve, granizo ou orvalho, processo que chamamos de precipitação que é a forma principal da água que está na atmosfera retornar para a Terra. A maior parte da precipitação cai como chuva.Nem toda a água precipitada alcança a superfície terrestre, já que uma parte, na sua queda, pode ser interceptada pela vegetação e volta a evaporar-se. Os estágios da precipitaçãosão: - Resfriamento do ar à proximidade da saturação; - Condensação do vapor d’água na forma de gotículas ; - Aumento do tamanho das gotículas por coalisão e aderência até que estejam grandes o suficiente para formar a precipitação. - Escoamento Superficial O escoamento superficial tem origem, fundamentalmente, nas precipitações. Ao chegar ao solo, parte da água se infiltra, parte é retirada pelas depressões do terreno e parte se escoa pela superfície.Inicialmente a água se infiltra; tão logo a intensidade da chuva exceda a capacidade de infiltração do terreno, a água é coletada pelas pequenas depressões. Quando o nível à montante se eleva e superpõeo obstáculo (ou o destrói), o fluxo se inicia, seguindo as linhas de maior declive, formandosucessivamente as enxurradas, córregos, ribeirões, rios e reservatórios de acumulação.É, possivelmente, das fases básicas do ciclo hidrológico, a de maior importância para o engenheiro, poisa maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os efeitos causados pelo seu deslocamento.A água, uma vez precipitada sobre o solo, pode seguir três caminhos básicos para atingir o cursod’água: o escoamento superficial, o escoamento sub-superficial (hipodérmico) e o escoamentosubterrâneo, sendo as duas últimas modalidades sob velocidades mais baixas.Os principais fatores que influenciam na quantidade de água que escoa são: - Intensidade da chuva; - Capacidade de infiltração do solo. - Infiltração A infiltração é o processo pelo qual a água penetra nas camadas superficiais do solo, se move para baixo através dos vazios pela ação da gravidade, até atingir uma camada impermeável, formando umlençol d’água.Ao juntar-se à massa de água subterrânea, a água infiltrada move-se através dos poros do material do subsolo, podendo reaparecer na superfície, em nível inferior ao que penetrou no lençol aqüífero. A água subterrânea sai naturalmente em tais lugares em forma de vertente, que mantém o fluxo dos cursos ou coleções de água em período de estiagem. Os cursos, carreando as águas do escoamento superficial e a descarga natural da água subterrânea, fazem-nas retornar ao oceano.
  • 3. Aqüífero freático, ou livre, ou lençol freático, é aquele em que a água se encontra livre, com sua superfície sob atuação direta da pressão atmosférica. Aqüífero artesiano, ou confinado, ou lençol artesiano, é aquele em que a água nele contida se encontra confinada entre camadas impermeáveis e sujeita a uma pressão maior que a pressão atmosférica. Conforme a precipitação infiltra no subsolo, ela usualmente forma uma zona não saturada e uma zona saturada. Na zona não saturada, existe um pouco de água presente nas aberturas das rochas do subsolo, mas o terreno não está saturado. A parte superior da zona não saturada é a zona do solo. A zona do solo tem espaços criados pelas raízes das plantas que permitem que a precipitação se infiltre. A água nesta zona do solo é usada pelas plantas. Abaixo da zona não saturada está a zona saturada onde a água preenche completamente os espaços entre as rochas e as partículas de solo. As pessoas podem furar poços nesta zona para bombear água. A superfície livre do lençol freático (superfície superior do aqüífero) não é estacionária: move-se periodicamente para cima e para baixo, conforme seja o período das águas ou da estiagem. Quando um poço é perfurado através da camada superior confinante, atingindo o lençol artesiano, a água se eleva no poço; o nível da água atinge assim uma cota superior a da camada aqüífera; neste caso, se a água se elevar acima da superfície do solo, resulta um poço artesiano jorrante ou surgente. “Em caso contrário o poço é artesiano não jorrante. - Evaporação A evaporação é o processo pelo qual a água se transforma de um estado liquido em um gás ou vapor. A evaporação é a forma primária pela qual a água muda de liquida de volta para o ciclo da água como vapor de água na atmosfera. Estudos têm mostrado que os oceanos, mares, lagos e rios fornecem aproximadamente 90% da umidade de nossa atmosfera via evaporação, com os remanescentes 10% vindo da transpiração das plantas.A evaporação é mais comum sobre os oceanos do que a precipitação, enquanto que sobre a terra a precipitação excede a evaporação. A maior parte da água que evapora dos oceanos cai de volta nos oceanos como precipitação, somente aproximadamente 10% da água evaporada dos oceanos é transportada por sobre a terra e cai como precipitação. Uma vez evaporada, uma molécula de água gasta ao redor de 10 dias no ar. - Transpiração Transpiração é o processo por meio do qual a umidade é levada através das plantas desde as raízes aos pequenos poros na parte inferior das folhas, onde ele se transforma em vapor e é liberada para a atmosfera. A transpiração é essencialmente a evaporação da água pelas folhas das plantas. A quantidade de água que as plantas transpiram varia grandemente e geograficamente e no tempo. Existem muitos fatores que determinam as taxas de transpiração: - Temperatura: A taxa de transpiração se eleva com a temperatura, especialmente durante a estação do crescimento, quando o ar está mais quente e o crescimento das plantas está ativo.
  • 4. - Umidade relativa: Conforme a umidade relativa do ar que rodeia as plantas se eleva a taxa de transpiração cai. É mais fácil para a água se evaporar em ar mais seco que em um ar mais saturado. - Vento e movimento do ar: Um movimento aumentado do ar que cerca a planta resultará em uma transpiração mais alta. - Tipo de planta: As plantas transpiram a taxas diferentes. Algumas plantas que crescem em regiões áridas, tais como os cactos, conservam a água preciosa transpirando menos que as outras plantas. - Evapotranspiração A evapotranspiração se refere a dois processos simultâneos: a perda de água do solo através da evaporação e a perda de água da planta pela transpiração. Tecnicamente, é impossível diferenciar o vapor d’água gerado pela evaporação do solo e da transpiração das plantas, portanto, considera-se o vapor d’água nessas condições de maneira conjunta. É um processo simultâneo que transfere a água para a atmosfera a partir do solo (evaporação) e das plantas úmidas (transpiração). A evapotranspiração aglutina as palavras evaporação e transpiração, e sua taxa é medida em milímetros (mm) por unidade de tempo. A taxa simboliza a quantidade de água que se retirou do solo cultivado considerando a profundidade de água, o tempo pode ser considerado por hora, dia, mês, ano, década ou ciclos completos de determinada cultura. As taxas de evapotranspiração são medidas por meio de equações e lisímetros. Sabemos que o solo armazena água proveniente das chuvas, e retornam à atmosfera através da evaporação direta do solo ou a partir da transpiração das plantas. As plantas, por sua vez, absorvem águas e nutrientes do solo por meio de sua raiz, água utilizada no processo de fotossíntese e nos demais processos metabólicos. O transporte do vapor d’água expelido para a atmosfera ocorre por difusão molecular e, pelo movimento do ar, o vento. Quando não há turbulência do ar, a diferença da pressão do vapor diminui , eliminando o processo de evaporação. A evapotranspiração é similar à transpiração verificada no corpo humano. Em dias de maior incidência de ventos, as plantas transpiram mais rápido para regulagem de suas temperaturas, num processo similar ao suor dos animais. 4- Alterações no ciclo hidrológico em áreas urbanas O ciclo hidrológico na área urbana apresenta várias peculiaridades se comparada às áreas rurais e florestadas. Isso ocorre devido a urbanização acelerada em todo o planeta produzindo inúmeras alterações no ciclo hidrológico e aumentando enormemente as demandas para grandes volumes de água, aumentando também os custos do tratamento, a necessidade de mais energia para distribuição de água e a pressão sobre os mananciais.O ciclo hidrológico natural é constituído por diferentes processos físicos, químicos e biológicos. Quando o homem entra dentro deste sistema e se concentra no espaço, produz grandes alterações que modificam dramaticamente este ciclo e trazem consigo impactos significativos (muitas vezes de forma irreversível) no próprio homem e na natureza.Podem-se citar vários fatores que alteram o ciclo hidrológico nas cidades, entre eles: impermeabilização do solo, remoção da vegetação, alterações morfológicas na topografia, obras de engenharia nos canais fluviais e deposição irregular de resíduos. Esses fatores acabam por desencadear ou intensificar o assoreamento de rios urbanos, ampliação da magnitude e frequência
  • 5. de enchentes, erosão dos solos e dos canais fluviais, movimentos de massa e outros processos que associados resultam em intensa degradação ambiental. Sites de pesquisa: http://www.mma.gov.br/agua/recursos-hidricos/aguas-subterraneas/ciclo-hidrologico http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/5033/open/file/index.html http://www.suapesquisa.com/ecologiasaude/agua.htm http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_hidrol%C3%B3gico http://ecologiatocolando.blogspot.com.br/2012/01/agua-ameacas-ao-ciclo-hidrologico.html http://biogilmendes.blogspot.com.br/2012/04/interferencia-humana-no-ciclo.html http://ambientes.ambientebrasil.com.br/saneamento/abastecimento_de_agua/o_ciclo_hidrologico.ht ml http://potyguar.com.br/index.php/planeta-agua/item/112-o-ciclo-da-%C3%A1gua http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleportuguese.html http://www.ambsc.com.br/saiba_ciclo.htm http://www.geomundo.com.br/meio-ambiente-40120.htm http://www.multiciencia.unicamp.br/art03.htm

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