I. ÁGUA, HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS O QUE É A ?· I. ÁGUA, HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS SUSANA…

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<ul><li><p>1</p><p>I. GUA, HIDROLOGIA E RECURSOS HDRICOSSUSANA PRADA</p><p>O QUE A HIDROLOGIA</p><p>Estudo da gua em sentido lato, do grego Hdro (gua) +Lgos (estudo, conhecimento)</p><p> a cincia que estuda a ocorrncia, a circulao e a distribuio da gua na Terra, as suas caractersticas fsico-qumicas e as sua interaco com o ambiente, incluindo a relao com os seres vivos.</p><p>Na componente de hidrologia aplicada pode ser entendida como a cincia de carcter prtico com o principal objectivo de servir de base ao planeamento e gesto dos recursos hdricos.</p><p>HIDROLOGIA: TEMA MULTIDISCIPLINAR</p><p>Hidrologia = Hidrologia Superficial + Hidrologia Subterrnea (Hidrogeologia)</p><p>A Hidrosfera faz da Terra um planeta nico!</p><p>A Terra encontra-se distncia certa do Sol para que a gua possa existir no estado slido, lquido e gasoso</p></li><li><p>2</p><p>O planeta azul:</p><p>Vista de longe a Terra pura gua, mas no gua pura, esta rara e cada vez mais cara</p><p>A gua disponvel para consumo humano representa menos de 1% dos recursos hdricos do Planeta.Mais de 1 200 000 000 de pessoas no tem acesso a gua potvel segura.</p><p>O crescimento da populao ir exacerbar os problemas da gua enorme procura de gua resultante do aumento da populao e da industrializao. </p><p>Atualmente, a populao mundial j ultrapassou os 7 300 milhes, em 2050 ser de 10 000 000 000 de habitantes!</p><p>Egipto: 26 m3/pessoa/anoIslndia: 605 000 m3/pessoa/anoMdia: 700 m3/pessoa/ano</p><p>Evoluo do consumo de gua(Blatt, 1997) </p><p> O consumo mundial nos ltimos 50 anos tem vindo a aumentar muito, quer pelo crescimento vertiginoso da populao mundial, quer pela utilizao, cada vez maior, associada ao progresso das sociedades.</p><p>Consumo anual em milhas cbicas (1 milha3 = 4,2 km3)</p><p>Regio 1900 1950 2000 Aumento (n vezes)</p><p>sia 99 206 800 8</p><p>Amrica do Norte 19 69 191 10</p><p>Europa 9 23 162 18</p><p>frica 10 13 80 8</p><p>Amrica do Sul 3.6 14 52 14</p><p>Austrlia/Ocenia 0.5 2.4 11 22</p><p>Total 141.1 327.4 1292 9</p></li><li><p>3</p><p>Exemplos de utilizao da gua(adaptado de Cunningham &amp; Saigo, 1995)</p><p>Sector domstico LitrosAgricultura e </p><p>processamento de alimentos</p><p>Litros Indstria Litros</p><p>Banho 150-200 1 ovo 150 1 jornal 1 000</p><p>Duche 20/min 1 espiga de milho 300 1 automvel 380 000</p><p>Lavagem de roupa 75-100 1 po 600 500g de ao 110</p><p>Confeco de alimentos 30 500g de carne de vaca</p><p>3 000 a 9500 500g de borracha </p><p>sinttica 1 100</p><p>Rega de jardim 40/min 1 copo de leite 380</p><p>Descarga de autoclismo 10 500g de arroz 2 100 500g de alumnio 3 800</p><p>gua vidausos da gua em Portugal:</p><p>gua vidausos da gua na Madeira:A gua no s no umbem escasso como tambm um recurso renovvel! Agua , em volume, um dosprodutos mais abundantesdo planeta.O que raro, e cada vezmais difcil de conseguir, ter gua disponvel onde aqueremos e como aqueremos, em volume equalidade!</p></li><li><p>4</p><p>DISTRIBUIO DA GUA DOCE (2,5%):</p><p> Glaciares de montanha e calotes polares: 1,72%</p><p> gua subterrnea, humidade do solo e pntanos: 0,77%</p><p> Rios e lagos: 0,008%</p><p> Atmosfera: 0,001%</p><p>DISTRIBUIO DA GUA NA TERRA E TEMPO DE RESIDNCIA NOS DIFERENTES RESERVATRIOS </p><p>Corresponde ao tempo mdio que cada molcula de gua permanece num reservatrio do ciclo hidrolgico, o tempo de renovao</p><p>ReservatrioFraco do </p><p>totalFraco da gua doce </p><p>Tempo de residncia </p><p>Oceanos e mares interiores</p><p>97,5% - 4 000 anos</p><p>Glaciares de montanha e calotes polares 1,72% 68,9% 1 000 a 10 000 anos</p><p>gua subterrnea, humidade do solo e pntanos</p><p>0,77% 30,8% 2 semanas a 10 000 anos</p><p>Rios e lagos 0,008% 0,3% 2 semanas a 10 anos</p><p>Atmosfera 0,001% 0,05% 1 semana</p><p>Total 99,999% 100%</p><p>O CICLO HIDROLGICO</p><p> Sequncia fechada dos processos envolvidos no movimento contnuo da gua entre a Terra e a atmosfera promovendo a renovao da gua doce, imprescindvel vida na terra.</p><p>Ao longo do ciclo hidrolgico a gua: </p><p>Evapora-se a partir dos oceanos e da superfcie da Terra;</p><p>entra na circulao atmosfrica sob a forma de vapor;</p><p>retorna superfcie como Precipitao lquida ou slida;</p><p> Interceptada por obstculos que a impedem de atingir o solo;</p><p>produz Escoamento sobre o terreno</p><p>Infiltra-se para o interior do solo, possibilita a recarga dos aquferos;</p><p>Concentra-se na rede hidrogrfica e escoa para os oceanos, de onde se evapora novamente.</p></li><li><p>5</p><p>O MOVIMENTO PERMANENTE DA GUA, EM REGIME ININTERRUPTO, NO CICLO HIDROLGICO MANTIDO, essencialmente, PELA ENERGIA RADIANTE DE ORIGEM SOLAR E PELA ENERGIA potencial GRAVTICA.</p><p>PRINCIPAIS PROCESSOS ENVOLVIDOS NO CICLO HIDROLGICO</p><p> Transferncia de gua do globo terrestre para a atmosfera, por evaporao (oceanos, lagos, rios, solo e vegetao), sublimao do gelo e por transpirao dos animais e plantas.</p><p> Condensao parcial do vapor de gua da atmosfera em nuvens e nevoeiros. </p><p> Transferncia de gua da atmosfera para a superfcie do globo, atravs da precipitao, orvalho ou sereno (condensao por contacto com superfcie fria), geada (slida).</p><p> Reteno em lagos, glaciares, vegetao ou urbanizao.</p><p> Escoamento superfcie dos continentes (rios e ribeiras) ou no seu interior, escoamento subterrneo (aquferos)</p><p>A gua no mundo atual: volumes de gua expressos em percentagem da gua precipitada sobre os continentes</p><p>A evaporao do oceano de onde vem</p></li><li><p>6</p><p>A gua na atmosfera sobre os continentes A precipitao sobre os continentes para onde vai</p><p> As grandezas hidrolgicas nos diferentes intervalos de tempo, podem ser expressas em volume (km3, m3), ou </p><p> em alturas de gua uniformemente distribudas sobre a projeo horizontal das reas a que os volumes se referem:</p><p> H, corresponde a uma altura de gua (mm) por cada m2 de superfcie</p><p> 1mm de altura de gua, num m2 de rea, equivale a um volume de 1litro</p><p>Balano anual mdio da gua da Terra:</p><p>Mobilizao anual promovida pelo ciclo hidrolgico: 624 000 km3/ano</p><p>Volume total de gua na Terra (a sua quantidade permanece </p><p>sensivelmente inalterada desde a sua formao): 1 386 000 000 km3</p></li><li><p>7</p><p>REA DOS CONTINENTES (29.2% DA SUPERFCIE DA TERRA): 148 940 000 km2</p><p>REA DOS OCEANOS (70.8% DA SUPERFCIE DA TERRA): 361 132 000 km2</p><p>Exerccio: Calcular os volumes envolvidos em alturas de gua (mm) Resultados:</p><p>Atmosfera47 000km3 a-1</p><p>Altura= 92 mm (3) </p><p>Recursos Hdricos: gua em movimento no ciclo hidrolgico que pode ser utilizada pelo homem</p><p> A renovabilidade dos recursos hdricos possibilitada, pela natureza fechada do ciclo hidrolgico:</p><p>ReservatrioTempo de residncia </p><p>Perodo mdio de renovao</p><p>Oceanos 4 000 anos</p><p>Calotes polares 10 000 anos</p><p>Glaciares de montanha 1 000 anos</p><p>gua subterrnea 2 semanas a 10 000 anos</p><p>Humidade do solo 2 semanas a 1 ano</p><p>Lagos e pntanos 1 a 10 anos</p><p>Rios 2 semanas</p><p>Atmosfera 1 semana</p><p>Biosfera Horas a dias</p><p>Recursos Hdricos</p><p> Potenciais: extraco mxima teoricamente possvel da gua do ciclo hidrolgico. </p><p>toda a gua que passa numa seco de um curso de </p><p>gua constitui o recurso potencial do qual s parte </p><p>pode ser utilizada...</p><p> Utilizveis ou disponveis: podem ser aumentados custa de intervenes no ciclo hidrolgico objecto das aes de planeamento e tm sempre associado uma garantia de fornecimento ou risco de insuficincia.</p></li><li><p>8</p><p>Distribuio da precipitao mundial ao longo do anoA distribuio do recurso na Terra muito irregular: irregularidade espacial, associa-se uma irregularidade no tempo em que perodos com abundantes disponibilidades hdricas alternam, de modo no </p><p>determinstico, com perodos com escassez de recursos.</p><p>Distribuio espacial e temporal da precipitao na ilha da Madeira</p><p>N </p><p>P r e c i p i t a c a o ( m m ) </p><p>&lt; 8 0 0 </p><p>8 0 0 - 1 0 0 0 </p><p>1 0 0 0 - 1 2 0 0 </p><p>1 2 0 0 - 1 4 0 0 </p><p>1 4 0 0 - 1 6 0 0 </p><p>1 6 0 0 - 2 0 0 0 </p><p>2 0 0 0 - 2 4 0 0 </p><p>2 4 0 0 - 2 8 0 0 </p><p>&gt; 2 8 0 0 </p><p>3 0 3 k m </p><p>Precipitao mxima na vertente norte: 2800 mm</p><p>Mnima na vertente sul: 600 mm</p><p>Necessidades globais de gua por zona na ilha da Madeira</p><p>Gesto de recursos hdricos</p></li><li><p>9</p><p>II. BACIAS HIDROGRFICAS BACIA HIDROGRFICA: A UNIDADE NATURAL </p><p> A anlise dos recursos hdricos efectuada com base numa unidade geogrfica designada por BACIA HIDROGRFICA</p><p>BACIA HIDROGRFICA </p><p> A BACIA HIDROGRFICA relativa a uma dada seco de um </p><p>curso de gua seco de referncia da bacia </p><p>hidrogrfica, representa a rea tal que o escoamento </p><p>originado pela gua nela precipitada se encaminha para a </p><p>seco considerada do curso de gua (curso de gua + </p><p>seco de referncia)</p><p>Bacias hidrogrficas de um mesmo curso de gua mas em diferentes seces de referncia</p></li><li><p>10</p><p> A BACIA HIDROGRFICA de uma dada seco de um curso de gua a rea na qual a gua nela precipitada escoa para a seco de referncia do curso de gua.</p><p> definida a partir da topografia da regio, sendo os limites da bacia hidrogrfica constitudos por linhas de festo (a que une os pontos de cota mais elevada):</p><p> Linha de festo ou linha de cumeada: a linha que une os pontos de cota mais elevada ao longo dos interflvios, a linha de separao de guas entre bacias adjacentes:</p><p> Talvegue: a linha que une os pontos de cota mais baixa ao longo de um vale, a linha seguida pelos cursos de gua ou linha de reunio de guas.</p><p>DELIMITAO DE UMA BACIA HIDROGRFICA NUMA CARTA:</p><p>Identificar os vales e as cumeadas, a partir das concavidades das curvas de nvel.</p><p>O contorno da bacia hidrogrfica definido pela linha de separao de guas entre bacias adjacentes.</p><p> Do ponto de vista topogrfico, a bacia hidrogrfica limitada por uma poligonal fechada constituda por linhas de cumeada que separam a bacia hidrogrfica das bacias que lhe so contguas.De modo geral, assume-se que, para um dada seco da rede hidrogrfica, so coincidentes as bacias hidrogrficas, definida topograficamente, que condiciona o escoamento superficial, e a referente ao escoamento subterrneo. </p></li><li><p>11</p><p>Problemas com a definio dos limites</p><p> Na realidade, podem ser significativas as transferncias de gua entre bacias hidrogrficas promovidas pelo escoamento subterrneo. A considerao dos movimentos subterrneos da gua introduz dificuldades acrescidas na anlise dos processos hidrolgicos.</p><p>PRINCIPAIS BACIAS HIDROGRFICAS DA ILHA DA MADEIRA</p><p>Bacias hidrogrficas 100% Portuguesas</p><p>1. Cvado2. Ave3. Lea4. Vouga5. Mondego 6. Lis7. Rib. do Oeste8. Sado9. Mira10. Rib. do Algarve</p><p>Bacias hidrogrficas lnternacionais</p><p>64% do territrio ocupado por bacias internacionais</p></li><li><p>12</p><p>Padres de Drenagem</p><p> Dendrtica</p><p> Radial</p><p> Paralela</p><p> Rectangular</p><p>PROCESSO DE FORMAO DO ESCOAMENTO</p><p> Tendo por base a unidade morfolgica constituda pela bacia hidrogrfica, possvel descrever o PROCESSO DE FORMAO DO ESCOAMENTO produzido por uma precipitao lquida, com intensidade constante, com incio aps um longo perodo de tempo sem precipitao.</p><p>A GUA PRECIPITADA divide-se em vrias parcelas</p><p>1. No incio, parte da precipitao pode ser interceptada pela vegetao e outros obstculos;</p><p>2. Parte da precipitao que atinge o solo pode ser acumulada em depresses;</p><p>3. Parte da precipitao evapora;</p></li><li><p>13</p><p>Reteno superficial (gua que no se infiltra, nem dorigem a escoamento superficial = gua interceptada +gua armazenada nas depresses + gua que se evapora)</p><p>4. Quando a precipitao cada maior do que a reteno superficial e a infiltrao, o volume de gua excedente flui, por aco da gravidade, concentrando-se em linhas de gua, dando origem ao escoamento superficial.</p><p> A repartio da gua, pelo escoamento superficial e pela infiltrao, depende das caractersticas da precipitao e da capacidade de infiltrao do solo (quantidade de gua que se pode infiltrar por unidade de tempo e de rea).</p><p>Origem do ESCOAMENTO que atravessa uma seco de um curso de gua</p><p>1. ESCOAMENTO SUPERFICIAL: o que atinge a rede hidrogrfica </p><p>caminhando sobre a superfcie do terreno sem se infiltrar; inclui </p><p>a parcela da precipitao que incide directamente na rede </p><p>hidrogrfica. Cessa praticamente com o fim da precipitao</p><p>2. ESCOAMENTO HIPODRMICO ou subsuperficial: o que provm </p><p>da gua infiltrada que volta a aparecer superfcie sem ter </p><p>atingido a zona de saturao.</p><p>3. ESCOAMENTO SUBTERRNEO: que provm da gua infiltrada </p><p>que atingiu a zona de saturao. responsvel pelo </p><p>escoamento na rede hidrogrfica em perodos sem </p><p>precipitao.</p></li><li><p>14</p><p>REGIME DE ESCOAMENTO DOS CURSOS DE GUA</p><p> Temporrios: quando transportam gua apenas durante parte do ano, na sequncia de perodos de precipitao</p><p> Perenes ou permanentes: quando transportam gua durante todo o ano. Neste caso so alimentados, alm do escoamento superficial, por escoamento subterrneo.</p><p>1. O volume total da gua doce existente no globo terrestre de cerca de 35x106 km3. Desse volume, sensivelmente 30% reside em mdia 1000 anos nos aquferos e 0,05% reside em mdia 2 semanas nos rios. Calcule o volume mdio de renovao anual nos dois reservatrios e, com base no resultado obtido, refira de qual dos reservatrios se poder utilizar de modo permanente maior quantidade de gua.</p><p>(R: volumes mdios de renovao anual dos aquferos 10500 km3/a e dos rios 455000 km3/a).</p><p>2. O escoamento anual mdio dos continentes cerca de 316 mm. Sabendo que a rea dos continentes 150 x106 km2 e que o escoamento do rio Amazonas corresponde a cerca de 12% do total, estime o caudal mdio anual do referido rio em m3/s.</p><p>(R: aprox. 180 365 m3/s. Comparar com o rio Tejo, aprox. 350 m3/s)</p><p>3. Em Portugal Continental, com cerca de 89 000 km2 de rea e 10 000 000 habitantes, o abastecimento pblico de gua , em mdia, cerca de 200 l/hab/d. Estime em mm/ano o volume anual de gua abastecido.</p><p>(R: aprox. 8,2 mm/ano)</p><p>FACTORES DE ESCOAMENTOpor, de algum modo, influenciarem o escoamentoa resposta de uma bacia</p><p>Climticos: Relativos Precipitao</p><p>Condicionantes da Evapotranspirao</p><p>Fisiogrficos: Caractersticas Geomtricas e</p><p>Fsicas da Bacia Hidrogrfica</p><p>Factores Climticos</p><p> RELATIVOS PRECIPITAO: Forma (lquida ou slida); Intensidade; Durao; Distribuio no espao e no tempo (intervalos entre diferentes episdios)</p><p> CONDICIONANTES DA EVAPOTRANSPIRAO: Temperatura; Radiao solar; Vento; Humidade do ar; Presso atmosfrica; Superfcie evaporante; Vegetao (espcie e distribuio)</p></li><li><p>15</p><p>Factores Fisiogrficos</p><p> CARACTERSTICAS DA BACIA HIDROGRFICA</p><p>Geomtricas ou Morfolgicas: rea; Forma; Relevo; Orientao (em relao ao vento e radiao solar); Caractersticas da Rede de Drenagem (densidade de drenagem, declives, etc.)</p><p>Fsicas: Geologia ; Tipo de solos e uso (urbanizado, agricultura, rea protegida); Coberto vegetal (espcie) </p><p>CARACTERIZAO DA FORMA CARACTERIZAO DA FORMA</p><p>Se KC &gt; 1,128, calcula-se KL</p></li><li><p>16</p><p>FORMA DAS BACIAS HIDROGRFICAS</p><p>Tem influncia na ocorrncia das cheias</p><p>Bacia compacta ou arredondada: Percursos mais curtos; Tempos de escoamento menores; Menor tempo de resposta. Favorecem a concentrao do escoamento superficial, originando cheias de maior ponta.Bacia alongada: Percursos mais longos; Maiores tempos de escoamento; Maior tempo de resposta. Menor perigo de cheia.</p><p>Bacia hidrogrfica da Ribeira Brava</p><p>Bacia arredondada na zona da </p><p>cabeceira, Serra de gua,e alongada no troo final, Ribeira </p><p>Brava.</p><p>RELEVO</p><p> O relevo de uma bacia hidrogrfica possui acentuada influncia no movimento da gua. Pode ser traduzido pela carta hipsomtrica:</p></li><li><p>17</p><p>RELEVO</p><p> Uma caracterizao mais sinttica do relevo, a repartio das altitudes da bacia, fornecida pela Curva Hipsomtrica que relaciona as altitudes da superfcie do terreno (em ordenadas) com as reas das zonas da bacia (em abcissas) situadas acima dessas altitudes.</p><p>RELEVO</p><p>Curva hipsomtrica</p><p> Altitude mxima, Zmax Altitude mnima, Zmin Altitude mdia, Zmed = Volume abaixo da superfcie do ter...</p></li></ul>

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