20/02/2021

Universidade de Pernambuco
Escola Politécnica de Pernambuco
Departamento de Engenharia Civil

CIVIL0026 – HIDROLOGIA
APLICADA
AULA 01 – Introdução à Hidrologia

Profª. Anna Elis Paz Soares

2020.1 (2021)

INFORMES DO PERÍODO

 Aulas síncronas e assíncronas (dias e horários)

 Leituras complementares
 Listas de exercícios
 Provas
 Composição das notas
 Plataformas: Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA/Moodle)
e Google Classroom

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EMENTA

 Hidrologia (conceito, objetivo e aplicação).

 Ciclo hidrológico.
 Bacia hidrográfica e balanço hídrico.
 Precipitação.
 Infiltração.
 Evaporação e evapotranspiração.
 Escoamento superficial.
 Hidrograma Unitário.
 Curva de permanência.
 Medição e regularização de vazões.

BIBLIOGRAFIA
BÁSICA:
• COLLISCHONN, W.; DORNELLES, F. Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais.
Porto Alegre: ABRHidro, 2ª Impressão, 2015. 336p.
• PINTO, N.; HOLTZ, A. C.; MARTINS, J. A.; GOMIDE, F. L. Hidrologia Básica. São Paulo:
Edgar Blucher. 1976
• TUCCI, C. E. M. (org.). Hidrologia - Ciência e Aplicação. 3 ed. Porto Alegre: Editora da
UFRGS: ABRH, 2004. 943p.
• VILLELA, S.; MATTOS, A. Hidrologia Aplicada. São Paulo: Mc Graw Hill. 1975.

COMPLEMENTAR:
• COLLISCHONN, W.; TASSI, R. Introduzindo Hidrologia. Apostila da disciplina IPH 109. Porto
Alegre: IPH/UFRGS. 2008.
• RIGHETTO, A. M. Hidrologia e Recursos Hídricos. São Carlos: EESCC/USP. 1998. 840p.
• RAMOS, F. et al. Engenharia Hidrológica. Rio de Janeiro: ABRH, Editora da UFRJ. 1989. vol.
2.
• Secretaria de Estado de Energia, Recursos Hídricos e Saneamento de São Paulo. Guia
prático para projeto de pequenas obras hidráulicas. São Paulo: DAEE. 2006. 116p. 2ª ed.
• AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO – ANA. Relatórios de Conjuntura dos
Recursos Hídricos no Brasil.

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RELATÓRIOS DE CONJUNTURA DOS RECURSOS HÍDRICOS NO

BRASIL

O relatório de Conjuntura dos Recursos Hídricos é a referência para o

acompanhamento sistemático e anual das estatísticas e indicadores relacionados
à água no País.

Fonte: ANA (2020).

SUMÁRIO DA AULA

1. Apresentação da disciplina
2. Hidrologia: conceito
3. Hidrologia e engenharia
4. Problemas
5. Disponibilidade hídrica
6. Segurança hídrica
7. Ciclo hidrológico

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HIDROLOGIA: CONCEITO

A palavra HIDROLOGIA é originada das

palavras gregas HYDOR (que significa “água”)
e LOGOS (que significa “ciência”).

A HIDROLOGIA “É a ciência que estuda a água na terra, sua

ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físico-
químicas e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas
relações com os seres vivos”.

(UNITED STATES FEDERAL COUNCIL FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, COMMITTE FOR
SCIENTIFIC HIDROLOGY, 1962)

A POLÍTICA NACIONAL DE RECURSOS

HÍDRICOS
(LEI NO 9.433, DE 08/01/1997)
FUNDAMENTOS

I - a água é um bem de domínio público;

II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;

III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo

humano e a dessedentação de animais;

IV - a gestão dos recursos hídricos deve proporcionar o uso múltiplo das águas;

V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para o gerenciamento de recursos

hídricos;

VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a

participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.

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ENGENHARIA HIDROLÓGICA
Segundo Righetto (1998) a Hidrologia exerce grande influência em:

1. Escolha de fontes de abastecimento de água para uso doméstico ou

industrial;
2. Projeto de construção de obras hidráulicas:
 Fixação das dimensões hidráulicas de obras de arte, tais como:
pontes, bueiros etc.;
 Projeto de Barragens: localização e escolha do tipo de barragem,
de fundação e de extravasor; dimensionamento;
3. Drenagem;
4. Irrigação;
5. Regularização de cursos d’ água e controle de inundações;
6. Controle de Poluição;

ENGENHARIA HIDROLÓGICA
Segundo Righetto, 1998, a Hidrologia exerce grande influência em:

7. Controle da Erosão;
8. Navegação;
9. Aproveitamento Hidrelétrico;
10.Operação de sistemas hidráulicos complexos;
11.Recreação e preservação do meio ambiente; e
12.Preservação e desenvolvimento da vida aquática.

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ENGENHARIA HIDROLÓGICA
ALGUMAS PERGUNTAS RELEVANTES

 Qual é o volume de um reservatório necessário para garantir uma

determinada vazão a jusante e o atendimento das demandas a montante?

 Qual é o tamanho adequado de um reservatório de armazenamento para

limitar as inundações a jusante a um nível pré-estabelecido?

 Qual deve ser a capacidade de um canal para evitar inundações em

determinadas áreas ?

 Qual a vazão máxima a ser considerada ao se projetar um bueiro ou uma

ponte?

ENGENHARIA HIDROLÓGICA
ALGUMAS PERGUNTAS RELEVANTES

 Qual é a disponibilidade de água de um rio e como ela poderá variar entre

estações e de um ano a outro?

 Qual é vazão necessária para manter uma determinada espécie ou um

ecossistema em um rio?

 Qual é a relação entre a quantidade de água superficial e a água

subterrânea, e como essas fontes podem atender as demandas para
abastecimento humano e demais usos?

 Considerando que a quantidade de água em uma bacia é muito reduzida,

quais devem ser os usos prioritários?

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APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA

Rio Mundaú, União dos Palmares/AL em junho de 2010

Fonte: CPRM (2017)

APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA

Município de Palmares -
Município de Palmares - enchente 2010 enchente 2010
BR 101 e Rio Una
BR 101 e Rio Una
Fonte: https://veja.abril.com.br/brasil/o-dia-em-que-palmares-virou-mar/

Fonte: https://veja.abril.com.br/brasil/o-dia-em-que-
palmares-virou-mar/

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APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA

 Sistema de contenção de cheias da Mata Sul

Fonte: Arquivo SERH.

APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA
 O consumo mundial de água aumentou
em seis vezes nos últimos cem anos, e
continua a crescer de forma constante a
uma taxa de cerca de 1% ao ano.

 Aliado a um abastecimento de água cada

vez mais irregular e incerto, a mudança
climática agravará a situação de regiões
que já apresentam escassez de água, e
provocará estresse hídrico em regiões
onde os recursos hídricos atualmente
ainda são abundantes.

 A mudança climática produz riscos

adicionais à infraestrutura hídrica, o que
requer uma necessidade cada vez
maior de medidas de adaptação.

Fonte: UNESCO (2020).

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A Hidrologia constitui-
se numa das bases
da engenharia dos
recursos hídricos,
sendo ferramenta
fundamental na
gestão dos recursos
hídricos de uma
região.

USOS MÚLTIPLOS
NAVEGAÇÃO
HIDROELETRICIDADE
ABASTECIMENTO
HUMANO

IRRIGAÇÃO
CONTROLE DE CHEIA

ABASTECIMENTO INDUSTRIAL

RECREAÇÃO E TURISMO PESCA E AQUICULTURA

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DEMANDA CONSUNTIVA NO BRASIL

DEMANDAS POR
FINALIDADE
(retirada, consumo
e retorno) no Brasil
em 2018

Fonte: ANA (2019).

O CICLO HIDROLÓGICO

Conceito: Fenômeno global de circulação fechada da

água entre a superfície terrestre e a atmosfera,
impulsionado pela energia solar associada à gravidade e à
rotação terrestre.

Embora o ciclo hidrológico possa parecer um ciclo

continuo, com a água se movendo de uma forma
permanente e com uma taxa constante, é na realidade
bastante diferente, pois o movimento que a água faz em
cada uma das fases do ciclo ocorre de forma bastante
aleatória, variando tanto no espaço como no tempo.

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O Ciclo hidrológico

United States Geological Survey

FASES DO CICLO HIDROLÓGICO

1) Evaporação evaporação direta
evaporação da retenção superficial
evaporação das superfícies líquidas
evaporação do solo evapotranspiração
transpiração
2) Precipitação
3) Retenção superficial Interceptação vegetal
Acumulação nas depressões

4) Escoamento superficial Escoamento sub-superficial

(Runoff) Escoamento superficial propriamente dito
6) Infiltração
7) Percolação (lençóis aqüíferos)
8) Escoamento subterrâneo

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O CICLO HIDROLÓGICO COMO UM SISTEMA

O CICLO HIDROLÓGICO GLOBAL E

REGIONAL
Ciclo global:
• ciclo fechado
• recirculação de toda a água
• oceanos: mais evaporação do que precipitação
• continentes: mais precipitação do que evaporação
Ciclo regional
• ciclo aberto
• parte da água retorna
• parte da água é trazida de fora pela atmosfera
• balanço hídrico

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O CICLO HIDROLÓGICO GLOBAL

Fonte: Fernandes et al. (2008).

CONTAS DA
ÁGUA NO
BRASIL (2017)

VALORES EM BILHÕES
DE M³/ANO, EM 2017

Fonte: ANA (2019).

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DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA TERRA

Volumes de água armazenados em diferentes condições na Terra

Fonte: Collischonn e Dornelles (2015), adpatado de Mays (2010).

Fluxos: P = E = 1012 m3.ano-1

DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO PLANETA

Fonte: OLIVEIRA (2009).

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DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA DOCE

SUPERFICIAL NO MUNDO

Fonte: MMA (2007).

DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO BRASIL

Fonte: Lima (2001).

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EVENTOS CRÍTICOS
 A Defesa Civil apresenta a seguinte definição para os eventos de cheias:
Inundação: transbordamento das águas de um curso d’água, atingindo a planície
de inundação ou área de várzea.
Enchente: elevação do nível d’água no canal de drenagem devido ao aumento da
vazão, atingindo a cota máxima do canal, porém, sem extravasar.
Alagamento: acúmulo momentâneo de águas em determinados locais por
deficiência no sistema de drenagem.
Enxurrada: escoamento superficial concentrado e com alta energia de transporte,
que pode estar ou não associado ao domínio fluvial (do rio). Provocado por chuvas
intensas e concentradas.
 Com relação aos fenômenos críticos de seca e estiagem, definem-se:
Estiagem: período prolongado de baixa pluviosidade ou sua ausência, em que a
perda de umidade do solo é superior à sua reposição.
Seca: período de tempo seco, suficientemente prolongado, para que a ausência, a
deficiência acentuada ou a fraca distribuição de precipitação provoquem grave
desequilíbrio hidrológico. É a forma crônica da estiagem.
Fonte: Licco e Dowel (2015).

EVENTOS CRÍTICOS

 Os padrões de distribuição das chuvas variam naturalmente e

apresentam eventos extremos decorrentes do seu excesso ou da
escassez. Estiagens, secas, enxurradas e inundações representam a
grande maioria dos desastres naturais ocorridos no Brasil.
 Dos 5.570 municípios brasileiros, 2.716 (48,8%) decretaram Situação
de Emergênciam (SE) ou Estado de Calamidade Pública (ECP)
devido a cheias pelo menos uma vez de 2003 a 2018.
 Cerca de 88% (2.392) desses municípios localizam-se nas regiões
Nordeste, Sul e Sudeste.
 Quanto a seca ou estiagem, cerca de 51% (2.842) dos municípios
brasileiros decretaram SE ou ECP no mesmo período (2013-2018).

Fonte: ANA (2019).

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EVENTOS CRÍTICOS: CHEIAS

Enchente em maio/2017
Palmares - PE

Fonte: ANA (2019).

FOTO: Município de Palmares na enchente de maio de 2017.

Foto: Alexandre Gondim/ JC Imagem

EVENTOS CRÍTICOS: SECAS

Em 2018, cerca de 43 milhões de pessoas foram afetadas por secas e estiagens
no Brasil, quase 30 vezes mais que por cheias. Foram quantificados 2.516
eventos de seca associados a danos humanos, quase 4 vezes mais que os de
cheias (538).

 Quase 90% das

pessoas afetadas
por secas em
2018 vivem na
Região Nordeste.

 Rio Grande do
Norte, Paraíba,
Ceará e
Pernambuco
totalizaram 75%
dos registros do
país.

Fonte: ANA (2019).

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Fonte: ANA (2019b).

SEGURANÇA HÍDRICA

Fonte: ANA (2019).

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Referências para consulta

• AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO – ANA. Relatório de Conjuntura
dos Recursos Hídricos no Brasil – 2019: Informe Anual. Brasília: ANA, 2019.
• AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO - ANA. Plano Nacional de
Segurança Hídrica. Brasília: ANA, 2019b. 112 p
• COLLISCHONN, W.; DORNELLES, F. Hidrologia para Engenharia e Ciências
Ambientais. Porto Alegre: ABRHidro, 2ª Impressão, 2015. 336p.
• FERNANDES, A. L. T.; NOGUEIRA, M. A. S. N.; RABELO, P. V. Escassez e
qualidade da água no século 21. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, V. 29, N.
246, p. 86-101, 2008.
• LICCO, E. A.; DOWELL, S. F. M. Alagamentos, Enchentes Enxurradas e
Inundações: Digressões sobre seus impactos sócio econômicos e governança.
Iniciação - Revista de Iniciação Científica, Tecnológica e Artística, São Paulo,
V. 5, N. 3, 2015.
• LIMA, J. E. F. W. Recursos Hídricos no Brasil e no mundo. Planaltina: Embrapa
Cerrados,2001. 46 p.
• UNESCO World Water Assessment Programme . Relatório Mundial das Nações
Unidas sobre Desenvolvimento dos Recursos Hídricos 2020 – Resumo
Executivo. França: UNESCO. 2020.

LEITURA COMPLEMENTAR

 Capítulos 1 e 2 do livro Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais

(COLLISCHONN e DORNELLES. 2015). Disponível em: <
https://www.abrhidro.org.br/>.

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