gestão dos recursos hídricos 2010 Especialização em Pesca, Aquicultura e Ambiente ciclo hidrológico e seus componentes

Ciclo Hidrológico Conceito: Sucessão de fases percorridas pela água ao passar da atmosfera à terra e vice-versa: evaporação do solo, do mar e das águas continentais; condensação para formar as nuvens; precipitação e acumulação no solo ou nas massas de água, escoamento direto ou retardado para o mar e reevaporação (WMO). É o fenômeno global de circulação fechada da água entre superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre (TUCCI, 1997).

Vídeo Nasa

Ciclo Hidrológico Quais são os fatores que contribuem para a grande variabilidade nas manifestações do ciclo hidrológico?

Ciclo Hidrológico Fatores que contribuem para a grande variabilidade nas manifestações do ciclo hidrológico: Desuniformidade com que a energia solar atinge os diferentes locais na superfície da terra O diferente comportamento térmico dos continentes em relação aos oceanos devido a variabilidade espacial de solos e cobertura vegetais A quantidade de vapor d´água, CO2 e ozônio na atmosfera (aquecimento global) Influencia do movimento de rotação e inclinação do eixo terrestre na circulação atmosférica Movimento de translação e inclinação do eixo terrestre – responsáveis pelas estações do ano

Ciclo Hidrológico Como delimitar o espaço físico para o seu estudo? Como analisar os diferentes componentes do Ciclo Hidrológico ? Como delimitar o espaço físico para o seu estudo?

Bacia Hidrográfica Conceitos: Segundo TUCCI (1997), é uma área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. ou Área de drenagem de um curso d´água ou lago ou área com um único exutório (foz) comum para o escoamento das águas superficiais

Bacia Hidrográfica Microbacia em Varre Sai mata café lagoa café

Bacia do Rio do Colégio – São Fidélis Fonte: NPGA/CEFET CAMPOS Bacia Hidrográfica foz Bacia do Rio do Colégio – São Fidélis Fonte: NPGA/CEFET CAMPOS nascente

Bacia Hidrográfica As características físicas de uma bacia são elementos de grande importância para a compreensão de seu comportamento hidrológico: Área Comprimentos do cursos d´água Declividades Uso do solo Altitude média

Evaporação/Transpiração Evaporação - Processo físico pelo qual um líquido, através do aumento de sua temperatura ou da diminuição de pressão, passa para o estado gasoso. Transpiração – processo pelo qual a água da vegetação passa a atmosfera na forma de vapor (WMO). Evapotranspiração = Evaporação + Transpiração quantidade de água transferida do solo à atmosfera por evaporação e transpiração das plantas (WMO).

Evaporação/Transpiração Informações quantitativas desses processos, que se constituem em importante fase do ciclo hidrológico, são utilizados na resolução problemas tais como: Planejamento de áreas agrícolas de sequeiro ou irrigado Previsão de cheias Construção e operação de reservatórios Manejo de ecossistemas Variáveis meteorológicas que interferem na evaporação: Radiação Solar Temperatura do ar Vento Pressão do vapor do ar

evaporação/transpiração = evapotranspiração Métodos de determinação: Lisímetros de percolação Métodos de determinação: Lisímetros de percolação ETo = I + P –D S

evaporação/transpiração = evapotranspiração Métodos de determinação: Lisímetros de percolação

evaporação/transpiração = evapotranspiração Métodos de determinação: Lisímetros de pesagem

Evaporação/Transpiração Métodos de determinação: Evaporômetros – Tanque Classe A Poço tranqüilizador

Evaporação/Transpiração Métodos de determinação: Equações – Penman-Monteith (FAO 56) Tmáx e Tmin es / ea

Precipitação Entende-se por precipitação a água proveniente do vapor d´água da atmosfera depositada na superfície terrestre sob qualquer forma: chuva, granizo, orvalho, neblina, neve ou geada. A forma mais comum de precipitação e de maior interesse na hidrologia é a chuva, sendo considerado um dos mais importantes componentes do ciclo hidrológico. Sua quantificação correta é um dos desafios que o hidrólogo enfrenta.

Precipitação São necessárias no mínimo, três grandezas para definir completamente uma precipitação: sua duração, sua intensidade e sua freqüência. A duração de uma precipitação é o tempo transcorrido entre o início e o fim da mesma, sendo expresso em horas ou minutos. A intensidade da precipitação é definida com a quantidade de chuva por unidade de tempo. A freqüência de uma chuva de dada magnitude é definida pela sua probabilidade de ocorrência, ou repetitibilidade no tempo, uma vez que se trata de um fenômeno aleatório.

Precipitação A – Amazônica; B – Tocantins - Araguaia; C – Atlântico Nordeste Ocidental; D – Parnaíba; E – Atlântico Nordeste Oriental; F – São Francisco; G – Atlântico Leste; H – Atlântico Sudeste; I – Atlântico Sul; J – Uruguai; L – Paraná; M – Paraguai.

Precipitação A estimativa de precipitações máximas pode ser realizada utilizando-se equações que relacionam a intensidade máxima média (i), o período de retorno (Tr) e a duração dos eventos (t): em que: im = intensidade máxima média de precipitação, mm/h; T = período de retorno, anos; t = duração da precipitação, min; e K, a, b, c = parâmetros relativos à localidade. http://www.ufv.br/dea/gprh/softwares.htm

Precipitação Equação de Chuvas Intensas para Campos-RJ Tr (anos) t (min) i (mm/h) 5 60 44.03096 10 49.9858 25 59.11119 50 67.10551 Tr (anos) t (min) i (mm/h) 5 30 64.08 10 72.75 25 86.03 50 97.67

Precipitação Tipos de precipitação A formação das precipitações está ligada à ascensão das massas de ar, que pode ocorrer devido a convecção térmica, relevo ou ação frontal de massas: Precipitações Convectivas Precipitações Orográficas Precipitações Frontais

Precipitação Precipitações Convectivas P T S nuvem P - pressão T - temperatura S - saturação

Precipitação Precipitações Orográficas P T S nuvem P - pressão T - temperatura S - saturação

Precipitação Precipitações Frontais

Precipitação Medição da precipitação - pluviógrafo Pluviômetro

Precipitação Medição da precipitação - pluviômetro Pluviômetro Pluviógrafo

Precipitação Medição da precipitação – Estação automática Pluviômetro Pluviógrafo

Precipitação Medição da precipitação – Estação automática UPEA HBS-061-MET/07REVB (Hobeco) Pluviógrafo

Precipitação VISITAR A ESTAÇÃO METEOROLÓGICA DA UPEA MOSTRAR COMO OS DADOS SÃO DESCARREGADOS MOSTRAR PÁGINA NA INTERNET Pluviógrafo

www.upea.cefetcampos.br

Interceptação Processo pelo qual a precipitação é captada e retida pela vegetação ou por sua estrutura e é perdida por evaporação sem atingir o solo. Linsley et al. (1949) menciona que sob condições similares, as perdas por interceptação vegetal podem chegar até a 25% da precipitação anual. A interceptação vegetal depende de vários fatores: Características da precipitação e condições climáticas; Tipo e densidade da vegetação; e Período do ano.

Infiltração É a passagem de água da superfície para o interior do solo Taxa de infiltração de água do solo é um dos fatores que mais influencia o escoamento superficial, responsável por processos indesejáveis, como a erosão e as inundações. Conhecimento do processo também fornece subsídios para o dimensionamento de reservatórios, estruturas de controle de erosão e de inundações, canais e sistemas de irrigação e drenagem.

Infiltração Processo depende fundamentalmente de: Da água disponível para infiltrar Da natureza do solo (textura e estrutura) Do estado da superfície Do teor de umidade e quantidade de ar presentes no solo

Infiltração Encrostamento ou selamento superficial – processo pelo qual, devido a ação do impacto das gotas de chuva, ocorre a obstrução dos poros na superfície no solo, reduzindo significativamente a sua capacidade de infiltração. Seqüência de eventos envolvidos no processo de formação do encrostamento superficial: Quebra dos agregados de solo pelo impacto das gotas de chuva; Movimento das partículas finas e dispersos ao longo de poucos centímetros abaixo da superfície e sua deposição nos poros do solo; Compactação da camada superficial do solo pelo impacto das gotas d´água, produzindo uma camada delgada de solo expressivamente adensada; e Deposição do material fino em suspensão, com a conseqüente orientação das partículas de argila.

Infiltração Medição: simulador de chuvas

Protótipo desenvolvido em Viçosa pelo GPRH/UFV Infiltração Medição: simulador de chuvas Protótipo desenvolvido em Viçosa pelo GPRH/UFV SIMULADOR – VÍDEO

Escoamento O deslocamento da água na superfície da bacia, nos rios, canais e reservatórios e uma das parcelas mais importantes do ciclo hidrológico, pois trata da ocorrência e do transporte da água na superfície terrestre. Características da bacia que afetam o escoamento: Área e forma da bacia hidrográfica Relevo (densidade de drenagem, declividade do rio ou bacia, depressões acumuladoras e retenções de água); Condições da superfície do solo e do subsolo (vegetação, capacidade de infiltração do solo, geologia da área) Obras de controle e utilização da água a montante da seção (irrigação ou drenagem, canalização ou retificação de cursos d´água, derivação de água da bacia, barragens e etc...) Distribuição, duração e intensidade da precipitação

Escoamento Durante as diferentes fases do ciclo hidrológico três tipos de escoamento se produzem: Escoamento superficial: a água excedente sobre a superfície do solo é impulsionada pela gravidade para as cotas mais baixas, vencendo principalmente o atrito com a superfície do solo; Escoamento sub-superficial ou hipodérmico: é o escoamento que se processa nas primeiras camadas do solo, como resultado da infiltração da água da chuva e de sua percolação no meio poroso; Escoamento subterrâneo ou de base: é o escoamento que ocorre nos aqüíferos em direção aos rios e aos mares, sendo responsável pela alimentação dos cursos d´água em épocas de estiagem;

Escoamento A relação entre a vazão e o tempo é denominado hidrograma tc – tempo de concentração Tp – tempo de ocorrência de pico Q – vazão do curso d´agua

Escoamento Medição de vazão – vertedor e linígrafo

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