hidrologia aplicada capitulo 01 introd ciclo e bacia

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  1. 1. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 INTRODUO Estiagem afetando agricultura Estiagem afetando gerao de energia Racionamento de energia Mortandade de peixes em rios e costas litorneas Produo de eucalipto afeta nvel de lenol fretico Vazo diminuta em rios provoca morte de peixes Centenas de pessoas tm casas inundadas pelos rios O que estas questes tem a ver com Engenharia Civil? Por que so de interesse aos futuros engenheiros os eventos extremos? A crescente necessidade da humanidade de melhor utilizar, controlar e preservar os recursos naturais observar, estudar, classificar, formular equaes e prever para planejar e executar modificaes A hidrologia a cincia bsica (de base) imprescindvel, principalmente no Brasil com abundantes fontes Mas muitas vezes mal distribudas Exemplo da Regio Norte e da Regio Sudeste Mais de dois teros de toda a gua brasileira esto na regio Norte, onde vive quase 10% da populao do pas. O resultado dessa desigualdade regional que, enquanto um carioca recebe, em mdia, 500 litros de gua por dia, um cearense dispe de apenas 130 litros. De acordo com o IBGE, a mdia nacional de 260 litros por habitante. Sistema Cantareira o maior dos sistemas administrados pela SABESP, destinado a captao e tratamento de gua para a Grande So Paulo e um dos maiores do mundo, abastecendo aproximadamente 9 milhes de pessoas Mas ainda assim... 22/03/2012-A escassez hdrica na Regio Metropolitana vai obrigar o governo do Estado de So Paulo a criar um sistema de R$ 1 bilho para buscar gua a mais de 74 km de distncia da capital e bombe-la altura de 500 metros Engenharia isso a!!! Arte de aplicar conhecimentos cientficos e empricos e certas habilitaes especficas criao de estruturas, dispositivos e processos que se utilizam para converter recursos naturais em formas adequadas ao atendimento das necessidades humanas. Mas no havia outra opo, segundo a Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So Paulo (Sabesp), a no ser investir mais para trazer a gua de mais longe. "Ou voc tem gua (GESTO DA CAPACIDADE OU DA OFERTA) ou pede para a 1
  2. 2. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 populao no crescer mais, para as indstrias no virem mais para c (GESTO DA DEMANDA)", Mas como viabilizar investimentos deste montante se a todo momento ouvimos que no temos capital disponvel? Parcerias Pblico-Privadas (PPPs) pode ser uma sada legal!!! pesquisa 01 Pesquisar legislao federal 11.079/2004 que trata de parcerias publico- privadas. Basicamente a iniciativa privada faz o investimento inicial e explora a concesso para retorno do capital. Mas temos os desafios tecnolgicos... O sistema vai tirar gua da Represa Cachoeira do Frana, em Juquitiba, A distncia e o fato de Juquitiba estar em nvel mais baixo do que o destino da gua podem elevar o custo de transporte. "A captao est abaixo da Regio Metropolitana. S em termos de consumo de energia para bombear a gua, pode ter um valor superior ao custo de tratamento" A Sabesp quer investir na diminuio de perdas com vazamentos e ligaes irregulares para ajudar a resolver parcialmente o problema. "Temos de comear a agir agora para evitar problemas no futuro", E aqui em Campo Grande-MS? As duas captaes superficiais so: Guariroba e Lageado. Elas so responsveis por 67% do abastecimento, sendo o Guariroba a principal delas (50%). As captaes subterrneas (poos) so responsveis por 33% do total da gua que abastece o municpio. Atualmente existem cerca de 105 poos em operao. pesquisa 02 guas Guariroba uma empresa em que regime legal? Hidrologia a cincia que estuda a gua sobre a Terra; sua quantidade, distribuio, circulao, caractersticas qumicas e fsicas, e sua relao com o meio ambiente e com os seres vivos. a "cincia da Terra" De forma bem simplificada pode-se dizer que a hidrologia tenta responder pergunta: O que acontece com a gua no planeta? Engenharia Hidrolgica uma cincia aplicada. Utiliza princpios hidrolgicos na soluo de problemas de Engenharia relacionados explorao dos recursos hdricos. Subdivises: Hidrogeologia, Hidrologia de Superfcie, Hidrologia Estatstica etc. pesquisa 03 Relacionar as atividades e seus respectivos usos da gua (usos consuntivos e no consuntivos) 2
  3. 3. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Abastecimento Navegao Irrigao (agricultura) Diluio de poluentes Manuteno dos ecossistemas (ciclos) Pesca e Psicultura Turismo Recreao Gerao de energia eltrica" Relacionada ao manejo da gua Controle de cheias (Diques de proteo) Proteo contra enchentes Drenagem urbana Proteo/restaurao de recursos biolgicos Eroso e assoreamento (sedimentos) Tratamento de esgotos Gesto de guas O volume de gua doce na superfcie da terra relativamente fixo. De certa forma, medida que a populao cresce e as aspiraes dos indivduos aumentam, h uma maior possibilidade de escassez de gua no mundo. No ano 2000 o mundo todo usou duas vezes mais gua do que em 1960. Estima-se em 200 litros por habitante por dia o consumo de gua no Brasil. At chegar s residncias, boa parte da gua perdida em vazamentos dos sistemas de distribuio. A gua dos vazamentos infiltra e fica armazenada no solo ou no subsolo. Eventualmente retorna aos rios. Aproximadamente 80% da gua que chega a uma residncia retorna como esgoto cloacal. 3
  4. 4. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Irrigao: maior uso mundial melhor produtividade menos riscos climticos algumas dificuldades: usar gua em regies secas transferir gua: transporte de gua em sistemas de canais - transposio conflitos com outros usos 4
  5. 5. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Um boi em mdia pesa 800kg ento consume 12 milhes de litros!!! Uso industrial Refrigerao Vapor Processos Produto Limpeza 155 litros de gua para 1 litro de cerveja Algumas perguntas tpicas: pesquisa 04 1) Qual a vazo mxima provvel em um local proposto para uma barragem ? 2) Qual a disponibilidade de gua de um rio e como ela poder variar entre estaes e de um ano a outro ? 5
  6. 6. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 3) Qual a relao entre a quantidade de gua superficial e a gua subterrnea ? 4) Qual a vazo mnima de um rio que igualada ou superada 90 % do tempo ? " 5) Qual o volume de um reservatrio necessrio para garantir uma determinada vazo a jusante ? 6) Qual o tamanho adequado de um reservatrio de armazenamento para limitar as inundaes a jusante a um nvel pr-estabelecido ? 7) Qual deve ser a capacidade de um canal ou de um bueiro para evitar inundaes em determinadas reas ? 8) Quais so o hardware (sensor de chuva, p. ex.) e o software (modelo computacional) necessrios para a previso de cheias em tempo real ? 9) Qual vazo necessria para manter uma determinada espcie ou um ecossistema em um rio? 10) Como as mudanas de regime hidrolgico decorrentes das atividades humanas podem afetar as variveis fsicas de que dependem os ecossistemas? 11) Qual ser a disponibilidade de gua para gerao de energia durante o prximo perodo de estiagem? 12) Considerando que no haver gua suficiente para gerar energia durante o prximo ano, quando devem ser ligadas as usinas termoeltricas? 13) Qual deve ser a potncia do gerador e da turbina que devero ser instalados em uma nova usina hidreltrica? 14) Considerando que a quantidade de gua em uma bacia muito reduzida, quais devem ser os usos prioritrios? 15) Como as mudanas climticas podero afetar a hidrologia? Uso consuntivo Abastecimento urbano Abastecimento industrial Irrigao Dessedentao animal Uso no consuntivo Gerao de energia eltrica Navegao Recreao 6
  7. 7. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Manejo ambiental Coleta, remoo e transformao de poluentes Manejo de qualidade ambiental Proteo/restaurao de recursos biolgicos Gerao de energia eltrica por usinas hidreltricas muito mais barato do que gerao de energia por usinas trmicas porque o combustvel mais caro (e poluidor), embora o custo de implantao de uma usina hidreltrica seja maior e o custo do transporte (distribuio) da energia seja maior. Observar que o Brasil o quarto pas do mundo em capacidade instalada, mas o terceiro em produo. Observar que o Brasil e a Noruega so os pases com maior dependncia da energia hidreltrica no total de energia eltrica produzida. Causas: pouco carvo; falta de desenvolvimento da energia nuclear; disponibilidade de gua; rios grandes e variaes topogrficas grandes (quedas). CICLO HIDROLGICO Fenmeno global de circulao fechada da gua entre a superfcie terrestre e a atmosfera, impulsionado pela energia solar associada gravidade e rotao terrestre. 7
  8. 8. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Fases do ciclo hidrolgico Evaporao Transpirao Condensao Precipitao Escoamento superficial Infiltrao Percolao Escoamento subterrneo 8
  9. 9. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 9
  10. 10. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 Qualquer transformao dentro do ciclo hidrolgico pode ser escrito: Hidrograma: Representao grfica da vazo ao longo do tempo 10
  11. 11. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 11
  12. 12. Hidrologia Aplicada Capitulo 01 pesquisa 05 "Exerccios 1) (Questo 19 Prova de Hidrologia Concurso CPRM 2002 - Certo ou Errado) a) (item 2) o ciclo hidrolgico o fenmeno global de circulao fechada de gua entre a superfcie terrestre e a atmosfera, impulsionada exclusivamente pela energia solar. b) (item 5) Os principais componentes associados ao ciclo hidrolgico so a precipitao (P), a infiltrao (I), a evapotranspirao (ET) e o escoamento superficial (ES). A equao do balano hdrico para uma bacia hidrolgica qualquer pode ser expressa por P + I = ET + ES. 2) Como se pode explicar o fato de que uma regio que no houve aumento populacional, os recursos hdricos se tornaram escassos; mesmo havendo a renovao de gua por meio do Ciclo Hidrolgico. 3) Qual a funo da Engenharia com relao aos extremos do Ciclo Hidrolgico. 4) Explique o Ciclo Hidrolgico, enfatizando cada um de seus componentes. 5) Discuta a renovao da gua pelo Ciclo Hidrolgico e a velocidade de degradao ambiental." BACIA HIDROGRFICA Bacia Hidrogrfia ou Bacia de Drenagem Uma regio em que a chuva ocorrida