FACULDADE DE ENGENHARIA FACULDADE DE ENGENHARIA SÃO PAULOSÃO PAULO

CH1 - HidrologiaCH1 - Hidrologia

Prof. Paulo Takashi NakayamaProf. Paulo Takashi Nakayama paulo.nakayama2@gmail.compaulo.nakayama2@gmail.com

Critério de avaliação:

Categoria 1

MF = 0,18*P1 + 0,22*P2 + 0,30*(S1+S2)

P1 = α.A1 + (1 – α).ME1

P2 = α.A2 + (1 – α).ME2

Material do curso:

www.fcth.br/usuarios/fesp

Programação das aulas:

Primeiro semestre

Introdução à Hidrologia

Ciclo hidrológico

Bacias hidrográficas

Precipitação

Infiltração

Evapoptranspiração

Balanço hídrico

Escoamento superficial

Medição de vazão

Segundo semestre

Previsão de enchentes (cálculo da vazão máxima)

- Método direto ou estatístico

- Método indireto: método racional e hidrograma unitário

Regularização (controle de estiagem)

Reservatórios

Amortecimento de cheias em reservatórios

Curva de permanência

1 INTRODUÇÃO À HIDROLOGIA

Hidrologia é a ciência que trata da água da terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas relações com a vida.

Engenharia hidrológica é uma ciência aplicada. Ela usa princípios hidrológicos na solução de problemas de engenharia provenientes da exploração dos recursos hídricos.

1.1 Importância da Hidrologia

O estudo hidrológico é fundamental para:

Dimensionamento de obras hidráulicas;

Aproveitamento de recursos hídricos;

- aproveitamentos hidroelétricos – 92% da energia produzida no país;

- abastecimento urbano – 75% da população do Brasil estão em áreas urbanas -problema de escolha do manancial;

- irrigação estudo de evaporação e infiltração;

- navegação obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de canais navegáveis.

- drenagem estudo de precipitações, bacias de contribuição e nível d´água nos cursos d´água.

- regularização de cursos d´água estudo das variações de vazão.

Controle de inundações previsão de vazões máximas;

Controle e previsão de estiagem

- estudo das vazões mínimas.

Controle de poluição

- vazões mínimas de cursos d´água e capacidade de reaeração.

Dimensionamento de obras hidráulicas

Aproveitamentos hidroelétricos

Princípio de geração de energia hidroelétrica

Usina hidroelétrica de Caconde (Rio Pardo)

Vertedor da Barragem de Taiaçupeba (Suzano)

Canal de seção composta

Bueiros sob estrada

Abastecimento urbano

Manancial – Reservatório de Billings

Irrigação

Navegação

Drenagem / Controle de inundação

Drenagem / Controle de inundação

Controle de estiagem / construção de reservatórios

Controle de poluição (vazão mínima do curso d´água e capacidade de reaeração)

1.2 Disponibilidade Hídrica

Total de água no planeta............. 400 x 1015m3 (100%)Oceanos.................................... ...350 x 1015 (96,4%)Geleiras.......................................... 25 x 1015 (1,8%)Águas subterrâneas....................... 8.4 x 1015 (0,6%)Rios e lagos.................................... 0.2 x 1015 (0,01%)Atmosfera...................................... 0.01 x 1015 (0,0007%)

1.3 Importância da água

Elemento essencial à vida

seres vivos: maior parte em peso é água (homem 67%); portanto, a disponibilidade de água condiciona a formação de biomassa.

Regulador térmico condiciona o clima

Produção de alimentos suprimento: natural e/ou irrigação animais e vegetais aquáticos

Essencial à saúde

-  abastecimento doméstico-  moléstias de veiculação hídrica

Produção de energia-  no Brasil: 50 x 106 kW instalados (90% hidroelétrica) 150 x 106 kW potenciais (a desenvolver)

Insumo industrial

-  resfriamento -  lavagem -  processo produtivo -  incorporação ao produto

Meio de transporte

-  navegações, minerodutos -  afastamento de dejetos (autodepuração)

Recreação, paisagismo

Uso Doméstico

Água para beber

Água para tomar banho

Água para lavar roupa

Água para higiene

Insumo industrial

Recreação

Gerenciamento dos recursos hídricos

2 CICLO HIDROLÓGICO

De uma maneira ou de outra, a água existe em toda parte.

Na atmosfera a água está presente em forma de vapor, nuvens e precipitação.

Sob a superfície da Terra ocorre em forma de cursos d´água e lagos.

Maior porção de água do planeta está contida nos oceanos.

A evaporação na superfície dos oceanos é permanente.

A água evaporada dos oceanos tem os seguintes destinos:

a) condensa-se e precipita-se sobre os mesmos;

b) é levada pelos ventos para áreas continentais e precipita-se sob forma de chuva, granizo, neve ou condensa-se sob a forma de orvalho ou geada nas áreas de vegetação.

Destino da água precipitada sob a forma de chuva:

a) uma parte transforma-se em vapor;

b) outra parte é interceptada pela vegetação, pelas construções e objetos e é parcialmente reevaporada;

c) outra parte escoa superficialmente até alcançar os cursos d´água, retornando aos oceanos.

d) outra parte infiltra-se pelo solo, onde:

·  uma parte é utilizada pela vegetação retornando à atmosfera pelo processo de transpiração;

·  outra parte infiltra-se mais profundamente dando origem ao escoamento subterrâneo (lençol freático);

·  uma pequena parte infiltra-se até grandes profundidades através das fendas das rochas (recarga de aquífero).

O ciclo hidrológico pode ser representado pela chamada Equação do Balanço Hídrico, que em geral está associada a uma bacia hidrográfica. Essa equação é dada por:

P – EVT – Q = R

onde:

P – total precipitado sobre a bacia em forma de chuva, neve, etc., expressa em mm;

EVT – perdas por evapotranspiração, expressa em mm;

Q – escoamento superficial que sai da bacia. É normalmente dado em vazão média ao longo do intervalo (por exemplo m3/s ao longo do ano);

R – variação de todos os armazenamentos, superficiais e subterrâneos. É expresso em m3 ou em mm.

FimFim