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Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos solo oceano evaporação escoamento superficial escoamento subterrâneo infiltração nuvens infiltração transpiração.

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Apresentação em tema: "Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos solo oceano evaporação escoamento superficial escoamento subterrâneo infiltração nuvens infiltração transpiração."— Transcrição da apresentação:

1 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos solo oceano evaporação escoamento superficial escoamento subterrâneo infiltração nuvens infiltração transpiração rio escoamento subterrâneo infiltração sol escoamento superficial precipitação Intercepção vegetal nuvens

2 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Escoamento superficial: é o fenômeno caracterizado pelo deslocamento da água sobre a superfície do terreno. o escoamento superficial pode ser: Difuso: o escoamento da massa líquida ocorre sobre uma área da superfície do solo, sendo possível identificar um sentido preferencial do movimento mas não um caminho preferencial para o deslocamento; o escoamento dá-se em uma camada de pequena espessura, aproximadamente uniforme Concentrado: o escoamento da massa líquida ocorre sobre uma área da superfície do solo, sendo possível identificar um sentido preferencial do movimento e, claramente, um caminho preferencial para o deslocamento; o escoamento ocorre em pequenos canais que vão aumentando de largura e profundidade na medida que seguem sua trajetória

3 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Escoamento superficial: fatores intervenientes Precipitação: chuvas de grande intensidade, grande volume precipitado; grande volume escoado; Umidade do solo: elevado teor de umidade, rápida saturação do solo, mais rápido forma-se o escoamento; grande volume escoado; Área da bacia: grande área; grande volume de chuva captado; grande volume escoado; Topografia do terreno: terreno plano; infiltração favorecida; pequeno volume escoado; Uso e ocupação do solo: solo vegetado, intercepção elevada; infiltração favorecida; pequeno volume escoado; Características do solo: solo permeável, infiltração favorecida; pequeno volume escoado

4 Relativas aos cursos de água (escoamento concentrado): Nível d´água: h altura da lâmina d´água em uma seção transversal em relação a um plano de referência; medido com auxílio de réguas limnimétricas convenientemente instaladas às margens dos cursos de água ou com registradores gráficos conhecidos como linígrafos. Vazão: Q quantidade de água que atravessa uma seção transversal de referência em uma unidade de tempo; medida através de estruturas hidráulicas em pequenos cursos de água ou calculada a partir de características hidráulicas e morfológicas do escoamento e do canal em grandes cursos d´água. Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Escoamento superficial: grandezas características

5 Relativas à bacia (escoamento difuso + concentrado): Coeficiente de escoamento superficial: Cs relação entre o volume de água escoado superficialmente e o volume precipitado; calculado a partir do conhecimento dos respectivos volumes para um evento chuvoso ou para um período de tempo específico. Tempo de concentração: tc tempo necessário para que toda bacia contribua para a seção transversal de referência; calculado a partir do hidrograma de cheia ou através de fórmulas empíricas. Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Escoamento superficial: grandezas características

6 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos referência de nível 3 0 lance de régua Posto(Estação) limnimétrica: vista em planta da seção de réguas 2 0 lance de régua 1 0 lance de régua

7 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Posto (estação) limnimétrica: corte transversal 3 0 lance de régua 1 0 lance de régua 2 0 lance de régua referência de nível (RN) zero da régua

8 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Posto (estação) limnigráfica: corte transversal referência de nível (RN) Linígrafo de bóia Linígrafo de pressão poço do linígrafo bóia contra-peso tubulação de pressão

9 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos H(m) Q(m3/s) vertedor calha h1h1 h1h1 h1h1 altura crítica Medição de vazão através de estruturas hidráulicas Curva de calibração ou curva-chave da estrutura Q1Q1 Q1Q1 Q1Q1

10 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Cálculo da vazão pelo método do flutuador d t = t 0 t = t 1 A1A1 A2A2 flutuador Equação da continuidade

11 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos referência de nível 3 0 lance de régua 2 0 lance de régua 1 0 lance de régua PIPF Vista em planta da seção de réguas e da seção de medição de vazão PFPI

12 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Cálculo da vazão através do método área-velocidade com emprego de molinete fluviométrico 123nn-1 A2A2 V 3 - velocidade média na vertical 3 V 3,20 - velocidade medida a 20% da profundidade V 3,80 - velocidade medida a 80% da profundidade Q - vazão na seção considerada A 1, A 2, A 3,... - área do segmento formado por duas meia-seções entre verticais adjacentes v 1, v 2, v 3,... - velocidade média nas verticais 1, 2, 3,... V 3,20 V 3,80 A3A3 régua limnimétrica verticais de medida de velocidade

13 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Perfis típicos de distribuição de velocidade em escoamentos á superfície livre a distribuição transversal da velocidade aproximadamente parabólica a distribuição vertical da velocidade aproximadamente parabólica

14 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Medidas instantâneas de velocidade na seção transversal do rio Características da seção transversal do rio (forma e dimensões) Cálculo da vazão instantânea Altura da lâmina d´água próximo a seção de medição Estabelecimento da relação entre altura da lâmina d´água e vazão (curva-chave) da seção transversal do rio

15 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos h1h1 h2h2 h3h3 H (m) Q (m 3 /s) Construção da curva-chave de um curso d´água natural Q1Q1 Q2Q2 Q3Q3 Q3Q3 Q2Q2 Q1Q1 Q4Q4 Q4Q4 referência de nível h4h4 3 0 lance de régua 2 0 lance de régua 1 0 lance de régua h3h3 h1h1 h4h4 trecho medido trecho extrapolado

16 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos h6h6 h7h7 h8h8 H (m) Q (m 3 /s ) Utilização da curva-chave de um curso d´água natural Q6Q6 Q7Q7 trecho medido trecho extrapolado Q8Q8 Q5Q5 3 0 lance de régua h5h5 h5h5 1 0 lance de régua 2 0 lance de régua h6h6 h7h7 h8h8

17 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos O conjunto de valores diários de vazão ao longo do tempo constituem as séries históricas de vazão Estimo a vazão na seção transversal do rio para qualquer altura de lâmina d´água Com leituras diárias de altura da lâmina d´água nas réguas linimétricas, próximo a seção de medição Com o conhecimento da relação entre altura da lâmina d´água e vazão (curva-chave) da seção transversal do rio

18 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Hidrograma de descargas médias diárias da estação de Mateus Leme no ribeirão Mateus Leme ( ) no ano de ,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 janeiro fevereiro março abril maio junho julho agosto setembro outubro novembro dezembro tempo (meses ) Vazões (m3/s)

19 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Hidrograma de cheia típico curva de recessão do escoamento curva de concentração do escoamento vazão de pico escoamento superficial curva de depleção do escoamento escoamento subterrâneo B A C área do triângulo ABC é o volume escoado superficialmente

20 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Hidrograma de cheia típico para uma precipitação precipitação efetiva que se transforma em escoamento superficial parcela da precipitação que se infiltra no solo precipitação interceptada X X V es p1p1 pnpn.... Coeficiente de escoamento superficial tc -tempo de concentração da bacia

21 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Balanço hídrico: relação dos volumes que entram, que se acumulam e que saem de uma superfície a superfície do planeta; uma bacia hidrográfica; um lago ou reservatório

22 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos solo oceano Evaporação 424 Evapotranspiração 61 escoamento superficial 38 escoamento subterrâneo 1 rio sol Precipitação 100 Precipitação 385 Umidade atmosférica 39 Balanço hídrico no planeta

23 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos infiltração nuvens infiltração sol Balanço hídrico em uma bacia hidrográfica P GeGe GsGs EcEc TcTc I Q EbEb QbQb TbTb SbSb ScSc P - precipitação; E - evaporação; T - transpiração; Q - escoamento superficial; G - escoamento subterrâneo; I - infiltração; S - armazenamento na bacia substrato impermeável Sub-índices: c - acima da superfície; b - abaixo da superfície; e - entrada no sistema; s - saída do sistema.

24 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Equação do balanço hídrico O que ocorre acima da superfície do solo: P + Q b - Q - E c - T c - I = S c O que ocorre abaixo da superfície do solo: I + G e - G s - Q b -E b -T b = S b Combinado as duas equações: P + G e - G s - Q - (E c + E b ) - ( T c + T b ) = S c + S b

25 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos P I O EpEp V V crista ou soleira do vertedor Balanço hídrico de um reservatório barragem

26 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Balanço hídrico de um reservatório I = vazão média afluente média ao reservatório; P = precipitação sobre o reservatório; Ep = evaporação potencial média; A = área do reservatório; O = vazão média afluente média ao reservatório. Sendo:

27 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Balanço hídrico de um reservatório aplicado ao cálculo da evaporação potencial I = vazão média afluente média ao reservatório no período considerado (m 3 /s); P = precipitação total sobre o reservatório no período considerado (mm/mês); Ep = evaporação potencial média no período considerado (mm/mês); A = área do reservatório (km 2 ); O = vazão média afluente média ao reservatório no período considerado (m 3 /s). Isolando E p e ajustando unidades, obtém-se:

28 Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos Consideração no cálculo do balanço hídrico Na prática a aplicação do balanço hídrico não é tão simples devido a: ocorrência de perdas no processo: fugas por infiltração; evaporação da precipitação; dificuldade de medida com exatidão de todas as variáveis envolvidas no processo: precipitação média, precipitação sobre espelhos d´água; vazão em todas as entradas e saídas; termo de armazenamento em grandes bacias hidrográficas. Para minimizar os erros, efetuar o cálculo do balanço hídrico em base mensal ou anual


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