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NOÇÕES DE HIDROLOGIA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
ARACAJU - MARÇO 2011
Antenor de Oliveira Aguiar Netto
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Se não gerenciar a água, não vai conseguir governar o país.(Provérbio chinês)
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CICLO HIDROLÓGICO
O comportamento natural da água quanto à suaocorrência, transformações de estado e relações com avida humana é bem caracterizado por meio do ciclohidrológico. O ciclo hidrológico pode ser consideradocomo composto de duas fases principais: umaatmosférica e outra terrestre .atmosférica e outra terrestre .
� Armazenamento temporário de água;
� transporte;
� mudança de estado
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CICLO HIDROLÓGICO
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CICLO HIDROLÓGICO
Bacias hidrográficas são áreas definidas e fechadastopograficamente cuja principal entrada de água é aprecipitação pluvial, e a saída é o volume de águaescoado superficialmente, considerando-se comoperdas intermediárias os volumes de águaevapotranspirados e os perdidos por percolaçãoevapotranspirados e os perdidos por percolaçãoprofunda.
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CICLO HIDROLÓGICO
Modelo de sistema hidrológico simples
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PRECIPITAÇÃO PLUVIALA precipitação é entendida em hidrologia como oconjunto de águas originadas do vapor d’águaatmosférico que atinge a superfície terrestre. Oconceito engloba a chuva, a neblina, a saraiva, oorvalho, a geada e a neve. A chuva ou precipitaçãopluvial é o tipo mais importante para a Hidrologia porsua capacidade para produzir escoamento superficialsua capacidade para produzir escoamento superficial(contribuindo para a vazão dos rios), por ser de fácilmedida e por ser a forma mais comum nas condiçõesbrasileiras.
� Frontais ou ciclônicas;
� Orográficas;
� Convectivas
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PRECIPITAÇÃO PLUVIAL
Mecanismos de formação da
precipitação pluvial no nordeste brasileiro
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PRECIPITAÇÃO PLUVIAL
Pluviômetro
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PRECIPITAÇÃO PLUVIAL
Para calcular a precipitação média numa superfíciequalquer, faz-se necessário utilizar as observaçõesdentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Aceita-se a precipitação média como sendo uma lâmina deágua de altura uniforme sobre toda a área considerada,associada a um período de tempo dado .associada a um período de tempo dado .
� Método da média aritmética;
� Método de Thiessen;
� Método das isoietas
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PRECIPITAÇÃO PLUVIAL
Normal de Precipitação Anual da
Sub-bacia Hidrográfica do Riacho Jacaré
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INFILTRAÇÃO
A infiltração é o nome dado ao processo pelo quala água penetra no solo, através de sua superfície.A infiltração determina o balanço de água na zonadas raízes e, por isso, o conhecimento doprocesso e suas relações com as propriedades dosolo é de fundamental importância para o eficientesolo é de fundamental importância para o eficientemanejo do solo e da água.
� Capacidade de infiltração;
� Velocidade de infiltração;
� Infiltração acumulada.
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INFILTRAÇÃO
Cilindro Infiltrômetro no Perímetro Irrigado Califó rnia
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INFILTRAÇÃO
Muitos modelos matemáticos têm sidodesenvolvidos para descrever o fluxo de água nossolos particularmente, a infiltração vertical.Existem os modelos baseados em relações geraispara fluxos em meio porosos, que são aquelesderivados das equações de Darcy e Richards .derivados das equações de Darcy e Richards .Equações empíricas são baseadas no ajustematemático de dados experimentais deinfiltrações à funções explícitas dependentes dotempo. Na irrigação é bastante utilizado o modelopotencial de Kostiakov.
VI = aTn
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INFILTRAÇÃO
Curvas típicas de velocidade de infiltração e infiltração acumulada de um Neossolo flúvico no
perímetro irrigado Jabiberi-Se
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A evaporação é a passagem da água do estado líquidopara o gasoso, necessitando de 2450 kJ/kg à 20 ºC. Nahidrologia inclui dois processos distintos: aevaporação do solo, barragens, canais, entre outros e atranspiração por meio dos estômatos dos vegetais .
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
transpiração por meio dos estômatos dos vegetais .
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Fisicamente a evaporação é um processo difusivo,parte turbulento e parte molecular. O processoturbulento é o mecanismo dominante na atmosfera,exceto na subcamada laminar, na proximidade dasuperfície onde é predominantemente molecular . A
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
superfície onde é predominantemente molecular . Achave do processo de evaporação é o movimento dovapor de água adjacente à superfície do líquido para aatmosfera.
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A transpiração é um processo difusivo e pode seranalisado em termos de resistência à difusão etransporte turbulento de vapor no ar atmosférico.Transpiração é uma especializada situação daevaporação na qual a vaporização da água ocorre
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
evaporação na qual a vaporização da água ocorredentro da folha. O caminho para a difusão do vapor daágua é mais complexo, pois vai do local de vaporizaçãodentro da folha, através do estômato, da camada limiteda folha e do dossel até a atmosfera.
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� A evapotranspiração de referência (ETo)
� A evapotranspiração real (ETr)
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
� A evapotranspiração real (ETr)
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A evapotranspiração de referência (ETo) deve serconsiderada como a perda de água de uma culturahipotética com os seguintes parâmetros fixados: altura(12 cm), resistência do dossel (69 s/m) e albedo (0,23).Esta evapotranspiração assemelha -se com a de uma
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Esta evapotranspiração assemelha -se com a de umasuperfície revestida de grama verde de altura uniforme,em crescimento ativo, completamente sombreado ochão e sem restrição hídrica.
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A evapotranspiração real é aquela que ocorre numasuperfície vegetada, independente de sua área, de seuporte e das condições de umidade do solo. Portanto,evapotranspiração real é a que ocorre em quaisquercircunstâncias, sem imposição de qualquer condição
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
circunstâncias, sem imposição de qualquer condiçãode contorno. Logo, evapotranspiração real podeassumir tanto o valor potencial como o de oásis, ououtro qualquer.
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� Métodos de estimativa: ETo
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
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Estação agrometeorológica automática
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ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman-Monteithδδδδ = inclinação da curva pressão vapor versus
temperatura do ar, kPa.oC-1γγγγ* = constante psicrométrica modificada, kPa/oC
( ) ( ) ( )ETo Rn GT
U e ea d=+
− ++ +
−δ
δ γ λγ
δ γ* *
1 900
275 2
γγγγ* = constante psicrométrica modificada, kPa/oCRn = radiação líquida na superfície da cultura,
MJ/m2.diaG = fluxo de calor no solo, MJ/m2.dia
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ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman-Monteithλλλλ = calor latente de vaporização, Mj/kgγγγγ = constante psicrométrica, kPa/oC
( ) ( ) ( )ETo Rn GT
U e ea d=+
− ++ +
−δ
δ γ λγ
δ γ* *
1 900
275 2
γγγγ = constante psicrométrica, kPa/oC900 = kgK/kJ T = temperatura média do ar, CU2 = velocidade do vento medida a dois metros de altura, m/s (ea - ed) = défice de pressão de vapor, kPa
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2
3
4
5
6
7
Eto (Itabaiana)
Eto (Ribeira)
Eto (Jacarecica)
0
1
2
Evapotranspiração de referência para os municípios de Itabaiana e nos Perímetros irrigados Porção da Ribeira e Jacarecica-SE
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Cultivo Irrigado
Vegetação rala
Foz Rio São Francisco
Imagens de satelite obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A) e 2006 (B).
Mata atlântica
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Mapas de Evapotranspiração real (mm.dia-1) obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A), e 2006 (B).
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
O escoamento superficial é a fase do ciclo hidrológicoque trata do conjunto das águas que, por efeito dagravidade, se desloca na superfície da terra. Possuigrande importância para a Engenharia, pois a maioriados estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamentoda água superficial e à proteção contra os fenômenosda água superficial e à proteção contra os fenômenosprovocados pelo seu deslocamento.
� Vazão;
� Nível d’água;
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Medição de vazão através do molinete hidráulico
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Medição de vazão através do molinete hidráulico
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
vAQ ×=
banv +=
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do Poxim)
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim)
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim)
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Régua liminimétrica no rio Japaratuba CPRM/SRH
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ESCOAMENTO SUPERFICIAL
Estações fluviométricas no Estado de Sergipe
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Estação flupluviométrica no rio Poxim-Açu-SE
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Programa Computacional Global Water
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MONITORAMENTO AMBIENTAL
Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe