Introdução a Hidrologia 2008

Introdução a Hidrologia 2008

(Parte 1 de 4)

Os quatro atributos da água: Quantidade, qualidade, regime e energia disponível • • A atividade do

homem interfere nestes atributos, de forma positiva ou negativa

Hidrologia

1. DEFINIÇÃO

Hidrologia é a ciências natural que trata dos fenômenos relativos à água em todos os seus estados; das suas propriedades físicas e químicas; da sua circulação, distribuição e ocorrência na atmosfera, na superfície terrestre e no solo; e da relação desses fenômenos com a vida e com as atividades do homem. Esta definição é bem

caracterizada através do conceito de “ciclo hidrológico” que em resumo se baseia em:

a) circulação da água do oceano para o continente, através da atmosfera; do continente para o oceano (após

detenção em vários pontos), através de escoamentos superficiais ou subterrâneos e pela própria atmosfera.

b) curto-circuito que “excluem” (pulam) diversas fases do ciclo completo (ex. a movimentação da água do solo e da

superfície terrestre para a atmosfera, sem passar pelo oceano).

2. INTRODUÇÃO

O Ciclo Hidrológico pode ser considerado como composto de duas fases principais, uma atmosférica e outra terrestre. Cada uma dessas fases inclui:

a) armazenamento temporário de água;

b) transporte da água;

c) mudança no estado da água.

Assim, o ciclo hidrológico compreende quatro fases básicas de interesse do engenheiro que são:

· evapotranspiração: evaporação na superfície das águas e do solo, transpiração dos animais e plantas;

· precipitações atmosféricas: chuva, granizo, neve, orvalho;

· escoamentos superficiais: rios, lagos e torrentes;

· escoamentos subterrâneos: infiltrações, águas subterrâneas.

3. EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Evaporação: é o nome que se dá ao conjunto de fenômenos físicos que transformam em vapor a água precipitada

sobre a superfície do solo, mares, lagos, rios e oceanos.

Transpiração: é o processo de evaporação decorrente de ações fisiológicas dos vegetais.

Evapotranspiração: é o conjunto de processos físicos e fisiológicos que promovem a transformação em vapor da água precipitada na superfície da Terra.

4. PRECIPITAÇÕES

É o conjunto de águas originadas do vapor d’ água atmosférico que caem (em estado líquido ou sólido) sobre a

superfície da terra. Ex. a chuva, granizo, orvalho, neblina, neve ou geada. Trataremos da precipitação em forma de

chuva em especial por não haver ocorrência de neve no Brasil e porque as outras formas não representam uma alta

porcentagem para o ciclo hidrológico.

O estudo das precipitações no ciclo representam importante papel de elo de ligação entre os fenômenos

meteorológicos e os escoamentos superficiais (que mais interessam ao engenheiro).

· Formação da precipitação emforma de chuva: além da umidade atmosférica (elemento básico para a formação

das precipitações), outros requisitos são também necessários bem como: um mecanismo de resfriamento do ar,

presença de núcleos higroscópicos (para que haja condensação), e um mecanismo de crescimento das gotas.

Ao processo de formação segue:

O ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido por condução tornando-se mais leve, eleva-se por expansão

adiabática, se resfria até atingir seu ponto de saturação (nível de condensação).

A partir desse nível, em condições favoráveis e com a existência de núcleos higroscópicos, o vapor d’ água

condensa, formando minúsculas gotas em torno desses núcleos. Essas gotas, entretanto, não possuem massa

suficiente para vencer a resistência do ar, sendo mantidas em suspensão até que, por um processo de crescimento,

ela atinja tamanho suficiente para precipitar.

(para as gotas de água precipitarem, é necessário que ela tenha um volume tal que seu peso seja superior as forças

que as mantêm em suspensão).

fonte: www.srh.ba.gov.br/precipitacao.htm

· Tipos de Precipitações: o movimento vertical das massas de ar é um requisito importante para a formação das

precipitações, que podem ser classificadas de acordo com as condições que produzem o movimento vertical do ar.

Assim, existem três tipos de precipitações:

A) Precipitações Ciclônicas: estão associadas com o movimento de massas de ar de região de alta pressão para

região de baixa pressão. Essas diferenças de pressão são causadas por aquecimento desigual da superfície terrestre.

B) Precipitações Orográficas: são as que resultam de ascensão mecânica de correntes de ar úmido horizontal sobre

barreiras naturais, tais como montanhas. (ex. as precipitações da Serra do Mar)

C) Precipitações Convectivas: típicas das regiões tropicais. O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca

o aquecimento de camadas de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em

equilíbrio instável. Se esse equilíbrio for quebrado, provoca uma ascensão brusca e violenta do ar menos denso,

capaz de atingir grandes altitudes. Essas precipitações são de grande intensidade e curta duração, concentradas em

pequenas ares.

5. ESCOAMENTOS SUPERFICIAIS

É a fase do ciclo hidrológico que trata do conjunto das águas que, por efeito da gravidade se desloca na superfície da

Terra. Escoamento superficial considera o movimento da água a partir da menor porção de chuva que caindo sobre

um solo impermeável, escoa pela sua superfície, formando as enxurradas ou torrentes, córregos, ribeirões, rios, lagos

ou reservatórios de acumulação.

Dentro do ciclo hidrológico e em sua relação com a engenharia, é o escoamento superficial, uma das fases mais

importantes.

· Formação do Escoamento superficial:

Tem sua origem nas precipitações. Parte da água das chuvas é interceptada pela vegetação e outros obstáculos, de

onde se evapora posteriormente. Parte dessas águas é retida em depressões, parte se infiltra e o restante escoa pela

superfície.

No início do escoamento superficial forma-se uma película laminar que aumenta de espessura, à medida que a

precipitação prossegue, até atingir um estado de equilíbrio

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