01 - Hidro - Introdução e Ciclo Hidrológico

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE SONGO
Curso de Engenharia Hidráulica
HIDROLOGIA APLICADA
Capítulo 1
– Introdução à Hidrologia
– Ciclo hidrológico
11
Objecto da Hidrologia
A Hidrologia trata da ocorrência, circulação e distribuição da
água na Terra, das suas propriedades físicas e químicas, da sua
interacção com o meio (WMO 1982)
Hidrologia da Engenharia (Engineering Hydrology) – enfoque
na aplicação da ciência na solução de problemas de engenharia.
Objecto de estudo – o ciclo hidrológico
Objectivos – conhecimento do ramo terrestre do ciclo
hidrológico, aplicação a problemas de engenharia
Ferramentas – análise estatística, modelos matemáticos
2
Evolução da ciência da Hidrologia

Antiguidade Oriental – Egipto, Mesopotâmia
(Código de Hamurabi), China; nilómetros

Antiguidade Clássica – Anaxágoras, Vitruvius

Renascimento – da Vinci, Palissy

Secs XVII e XVIII – Perrault, Mariotte, Halley,
Pitot, Euler, Bernouilli, Chézy, Darcy

Sec XIX em diante – hidrologia quantitativa
3
4
6
Reservas hídricas na Terra
Volume (103 km3) Volume de água Volume de água
total (%) doce (%)
Oceanos e mares 1338000 96,5 -

Lagos:
doce 91,0 0,008 0,26
salgados 85,4 0,006 -
Pântanos 11,5 0,0008 0,03
Rios 2,1 0,0002 0,006
Humidade do solo 16,5 0,0012 0,05
Água subterrânea:
doce 10530 0,76 30,1
salgada 12870 0,93 -
Gelo e neve (permafrost) 340,6 0,025 1,0
Calotes polares 24023,5 1,7 68,6
Água na atmosfera 12,9 0,001 0,04
Água biológica 1,1 0,0001 0,003
TOTAL DE ÁGUA 1385985 100

ÁGUA DOCE 35029 2,5 100
7
Tempo de residência

O tempo de residência é o tempo médio que
uma gota de água permanece numa certa
reserva de água antes de passar para uma
outra reserva

Obtém-se dividindo o volume da reserva pelo
volume médio do correspondente fluxo de
renovação
8
Volume (103 km3) Tempo de residência
Oceanos e mares 1338000 2500 anos
Lagos e pântanos 187,9 17 anos
Rios 2,1 16 dias
Humidade do solo 16,5 1 ano
Água subterrânea 23400 1400 anos
Gelo e neve (permafrost) 340,6 10000 anos
Calotes polares 24023,5 9700 anos
Água na atmosfera 12,9 8 dias

9

Se se considerarem os tempos de residência,
a importância dos rios e da atmosfera
(precipitação) aumenta muito em comparação
com a água subterrânea

Tempo de residência também importante
para estudos de poluição do meio hídrico
10
Ciclo Hidrológico

Conjunto de arcos que representam os diversos
caminhos através dos quais a água na natureza
circula e se transforma

Não tem início ou fim: o ponto de início é arbitrário
mas é habitual partir-se da evaporação da água dos
oceanos e sua passagem para a atmosfera

Motores do ciclo hidrológico: radiação solar e
gravidade
11
Motores do ciclo hidrológico

O principal motor do ciclo hidrológico é a energia solar que
transmite energia às moléculas de água.

Regresso ao oceano:
 Libertação de parte de energia das moléculas de água por condensação;
 Efeito da gravidade.

Energia potencial da gota de água na atmosfera é dissipada no
percurso de regresso ao oceano.
12
Ramos do ciclo hidrológico

Três ramos no ciclo hidrológico:
 Ramo oceânico: objecto da oceanografia;
 Ramo aéreo ou atmosférico: ramo da meteorologia;
 Ramo terrestre: objecto da hidrologia->interacção mais importante
com a actividade humana

Volumes totais anuais médio precipitado e evaporado:
 São iguais
 Valem cerca de 577 000 km3, equivalente a uma altura de água de 1131 mm
13
Ciclo Hidrológico
14
Ciclo hidrológico
15
Ciclo Hidrológico

Os valores de precipitação, evaporação,
escoamento e outras variáveis hidrológicas
apresentam enormes irregularidades na sua
distribuição geográfica e temporal

Caracterização apenas é possível numa base
estatística a partir de longas séries de valores
observados

Existência e manutenção de uma rede de estações
de medição das principais variáveis hidrológicas é
da maior importância.
16
Influência antrópica
 Influência antrópica faz-se sentir de diversas
formas:
 Urbanização, aumento da impermeabilização
 Abate de florestas, substituição por áreas agrícolas ou
urbanas
 Construção de barragens de armazenamento
 Construção de regadios
 Extracção de materiais dos leitos dos rios
 Descargas poluentes
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Oceanos e mares 1338000 96,5 -

TOTAL DE ÁGUA 1385985 100

Oceanos e mares 1338000 2500 anos

Lagos e pântanos 187,9 17 anos

Rios 2,1 16 dias

Humidade do solo 16,5 1 ano

Água subterrânea 23400 1400 anos

Gelo e neve (permafrost) 340,6 10000 anos

Calotes polares 24023,5 9700 anos

Água na atmosfera 12,9 8 dias

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