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Rodrigo Proença de Oliveira
Hidrologia e Recursos Hídricos
2010 / 2011
Introdução e organização dos trabalhos
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Geografia
Geomorfologia
O que é a hidrologia
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 2
• Ciência que estuda a ocorrência, distribuição e circulação
da água na Terra, as suas características físico-quimicas
e as suas interacções com o ambiente (incluindo ser
vivos);
• Hidrologia: Hydro (Água) + Logos (Conhecimento);
• Hidráulica: tópico de ciência aplicada que lida com as propriedades
mecânicas de líquidos.
Geologia
Climatologia
Meteorologia
Quimica
Hidráulica
Biologia
Hidrologia
17/2/2011
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O planeta azul
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 17/2/2011 3
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O planeta azul
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 17/2/2011 4
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 517/2/2011
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Abastecimento de água e produção de energiaAlbufeira de Castelo de Bode
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 6
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Abastecimento de água, produção de energia
e protecção contra cheias
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 7
Barragem da Aguieira
Rio DãoRio
Mondego Rio Alva
Aguieira
Raiva
Fronhas
Coimbra
F.Foz
Baixo
Mondego
Açude de
Coimbra
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Irrigação e produção de energia
Barragem de Alqueva
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 8
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Protecção de ecossistemas
Recreio e lazer
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 9
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Controlo da contaminação
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 10
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Controlo da erosão
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 11
Porto Santo
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Navegação: Rio Elba
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
Local: Magdeburgo, próximo de Berlim.
Comprimento :918 m. Custo: 500 milhões de euros / 6 anos de construção12
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Navegação: Escócia
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 13
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Cheias e secas
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011Istambul, Set. 2009 Portugal, 2005
14
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Quando não há planeamento nem infra-estruturas
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 15
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Crescimento da população irá exacerbar os
problemas da água
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 16
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Água virtual
PDACPDS: @Rodrigo Proença de Oliveira 2010/11 17
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Distribuição de água na Terra
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
ReservatóriosVolume aproximado de água,
em Km3 de água Percentagem aproximada
da água total
Oceanos 1 320 000 000 96.1
Glaciares 29 000 000 2.13
Água subterrânea 8 300 000 0.61
Lagos 125 000 0.009
Mares interiores 105 000 0.008
Humidade do Solo 67 000 0.005
Atmosfera 13 000 0.001
Rios 1 250 0.0001
Volume de água total 1 360 000 000 100%
Distribuição da água naTerra (adaptado de Nace, U.S. Geological Survey,1967).
18
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Ciclo hidrológico
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
Instituto Geológico e Mineiro (2001). Água Subterrânea: Conhecer para Preservar o Futuro. Instituto Geológico e Mineiro (http://www.igm.pt).
19
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Balanço hidrológico global
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
Esc. superficial
44.800 km3/ano
Precipitação sobre
continentes
119.000 km3/ano
Precipitação
sobre oceanos
458.000 km3/ano
Evapotranspiração
de continentes
72.000 km3/ano
Evaporação de
oceanos
505.000 km3/ano
Esc. subterrâneo
2.200 km3/ano
World Water Balance and Water Resources, UNESCO, 1978
Transporte de
humidade do ar
47.000 km3/ano
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Bacia hidrográfica
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
• A bacia hidrográfica
de uma dada secção
de um curso de água
é a área na qual a
água precipitada se
escoa para a secção
considerada.
• Em geral é definida a
partir da topografia da
região, sendo os
limites da bacia
constituidos por linhas
de festo.
21
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Bacia hidrográfica: a unidade natural
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
Limite natural para
lidar com questões de
recursos hídricos
Precipitação Evapotranspiração
Escoamento
Transferências
artificiais
17/2/2011 22
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Bacia hidrográfica
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 23
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 24
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 17/2/2011 25
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 17/2/2011 26
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011
Bacia hidrográfica: problemas com a definição
dos limites
Limite do
escoamento
superficial
Bacia hidrográfica
Escoamento subterrâneo
27
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Turnos e grupos
Horário Turno
4a feira, 12:30 - 14:00 – v.1.20.3 HRHL05
6a feira, 8:00 - 9:30 – v.1.20.1 / v.1.20.3 HRHL 7 / HRHL06
6a feira, 9:30 - 11:00 – v.1.20.3 HRHL09
6a feira, 11:30 - 13:00 – v.1.20.3 HRHL11
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 28
• Grupos de 3 alunos do mesmo turno.
17/2/2011
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Trabalhos e exames
• Trab. 1 - Caracterização geomorfológica de uma bacia
hidrográfica
– 4 + 1 semanas; data de entrega: semana de 21.Mar.
• Trab. 2 - Análise da precipitação
– 4 semanas; data de entrega: semana de 18.Abr.
• Trab. 3 - Caracterização do escoamento e do regime
de caudal
– 2 semanas; data de entrega: semana de 9.Mai.
• Trab. 4 – Cálculo de hidrogramas de cheia e seu
amortecimento em albufeiras
– 3 semanas: data de entrega: semana de 30.Mai.
• Exames:
– Época normal: 3 de Junho
– Época de recurso: 24 de Junho
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 2917/2/2011
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Plano de trabalhos
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3017/2/2011
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Elementos de apoio
• Página da cadeira:
https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/hrh/2009-2010/2-semestre
– Enunciado dos trabalhos
– Elementos para as aulas praticas: Aulas Praticas RPO
– Outros elementos de apoio
• Cartas disponíveis em
– \\lticivmat\area_aulas\hrh\25k
• SNIRH: http://snirh.pt
• Principais elementos de apoio (consultar página da disciplina):
– Hidrologia e Recursos Hídricos, 1996, A. Quintela.
– Análise de fenómenos extremos. Precipitações intensas em
Portugal Continental. 2001, C.Brandão et al..
– Contribuição para o estabelecimento de um factor de
majoração para a fórmula racional, 2006, J.Hipólito et al..IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3117/2/2011
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Inserir e georeferenciar a carta
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 32
• Ficheiros de cada carta (Série IGOE: 25:000 )
– Imagem: *.tif
– Metadados: *.met
– Coordenadas: *.tab, *.tab
• Ficheiro *.tab: 4 cantos
• Ficheiro *.tfw: UL Canto sup. esquerdo
• Autocad
– É necessário inserir as coordenadas LL Canto inf. esquerdo
– É necessário indicar a escala
UL
Xa,Yb
LL
Xa,Ya
LR
Xb,Ya
UR
Xb,Yb
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Obter ficheiros
• Copiar os ficheiros necessário para a área de trabalho:
– Ficheiros tif, met, tab e tfw da carta seleccionada;
– Ficheiro do cartograma (cartograma_25_e_50mil.pdf);
– Ficheiro da legenda.
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3317/2/2011
Ficheiro tab: coordenadas LL (Lower Left Corner)
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IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3417/2/2011
Preparar Autocad:
Show Menu Bar
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Inserir e georeferenciar a carta no Autocad
• Insert >> Raster Image
• Seleccionar Relative Path
• Em metros:
– X = x do LL (em m)
– Y = y do LL (em m)
– Scale = 25
• View –> Zoom -> Extent
• Verificar as coordenadas dos quatro cantos.
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3517/2/2011
‐ Alternativa em kms:
• X = x do LL (em km)
• Y = y do LL (em km)
• Scale = 0.025
Coord LL
Escala
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Autocad: Comandos úteis
• Visualizar a espessura da linha:
– Format > Lineweight > Display Line Weight
– Format > Lineweight > Seleccionar espessura
• Definir cor da linha
– Format > color
• Calcular a área e o perímetro de polígonos:
– Comando area
• Calcular o comprimento de linhas
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3617/2/2011
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Selecção e definição da bacia hidrográfica
• Seleccionem uma secção de um curso de água
que defina uma bacia hidrográfica com 10 km2;
– Área da bacia: ~10 km2
– Cada quadricula da carta: 1 km x 1km
• Passos:
– Identificar secção;
– Traçar o limite da bacia de forma grosseira;
– Estimar a área por contagem de quadriculas;
– Confirmar que a área ronda os 10 km2;
– Traçar o limite da bacia de forma rigorosa;
– Medir área e perímetro.
IST: Hidrologia, Ambiente e Recursos Hídricos © Rodrigo Proença de Oliveira, 2011 3717/2/2011