Ciclo Hidrológico Ciclo Hidrológico Disciplina: Hidrologia Prof. Fabio B. Tonin
Ciclo Hidrológico • Considerações gerais da Hidrologia • Importancia da água e sua quantidade mundial • Balanço hidrológico • Balanço hídrico global • Balanço hídrico continental • Balanço hídrico de bacias hidrográficas • Conceitos e aplicações do balanço hídrico
Considerações gerais • A água na Terra, que constitui a hidrosfera, está distribuída em 3 reservatórios principais: – oceanos – continentes – atmosfera
Considerações gerais • Entre estes reservatórios existe uma circulação contínua: – Ciclo de Água ou Ciclo Hidrológico • Esta circulação contínua é responsável pela renovação da água no planeta.
Considerações gerais • Ciclo Hidrológico é compreendido como: Processos físicos que controlam a distribuição e o movimento da água.
Considerações gerais O ciclo Hidrológico pode ser dividido e 7 etapas: • Precipitação (P) • Interceptação (S) • Infiltração (I) • Escoamento superficial (R) • Escoamento subterrâneo (G) • Transpiração (T) • Evaporação e Evapotranspiração (E)
Precipitação • A precipitação é considerado como o ponto inicial do ciclo Hidrológico (sua forma frequente é a chuva) Quando é que ocorre a chuva? – Quando o vapor de água na atmosfera se aglutina, formando microgotículas até terem o peso suficiente para precipitar em forma de chuvas, neve ou granizo.
Precipitação A precipitação pode cair: – diretamente sobre um reservatório de água; – diretamente sobre um corpo de terra; – sobre uma área com vegetação; – ou deslocar-se sobre o solo, até o curso de água e infiltrar-se.
Interceptação • Este processo consiste na retenção da água na vegetação até ser evaporada ou alcançar o solo; • Após atingir o solo a água começa a infiltrar no solo ou deslocar-se sobre ele...
Infiltração • Ocorre quando a intensidade da precipitação não excede a capacidade de infiltração do solo ou seja enquanto a superfície do solo não estiver saturado; • Quando a capacidade de retenção de água no solo for excedida ou a superfície do solo estiver saturada tem-se o escoamento superficial ...
Escoamento superficial • É condição excessiva da capacidade de retenção da vegetação ou da superfície do solo no estado de saturação. • A água, impulsionada pela gravidade para cotas mais baixas, forma pequenos filetes que tendem a unir-se e formar cursos de água que continuam fluindo até encontrar riachos que formarão rios, de porte cada vez maior, até atingir um lago ou o oceano.
Escoamento subterrâneo • O escoamento subterrâneo, acontece quando a porção de precipitação infiltrada percola até os aquíferos (húmidos, aquosos) subterrâneos (zona saturada) escoando de forma de bastante lenta. • Quando o escoamento da água infiltrada, ocorre na zona de aeração do solo (camada insaturada) até aparecer como escoamento superficial e que é chamado escoamento de base.
Escoamento subterrâneo • Este escoamento mantêm a vazão de base dos rios em períodos de estiagens. • Parte desta água armazenada no solo é consumida pela vegetação, voltando em seguida á atmosfera pelas folhas das plantas em um processo chamado transpiração .
Transpiração • É o processo que ocorre através da água acumulada no solo e absorvida pela vegetação, voltando em seguida á atmosfera através das folhas da planta.
Evaporação • Evaporação é o fenômeno de se inicia antes da chuva tocar ao solo, após a formação da precipitação. • A evaporação ainda ocorre diretamente do solo desprovido de vegetação. • Nos lagos, mares e oceanos, rios e outros corpos de água a evaporação devolve a água à atmosfera, completando o ciclo hidrológico, estando, outra vez disponível para ser precipitada.
Ciclo Hidrológico
Importância da água e sua quantidade mundial • A água é um dos recursos mais importante da terra. • A água ocorre em três (3) estados da matéria: – sólida (gelo) – líquida (água natural) – gasosa (vapor)
Importância da água e sua quantidade mundial A água é ... • ...um elemento essencial da fotossíntese das plantas – é um constituintes dos organismos. • ...um solvente para os nutrientes do solo. • ...uma necessidade, vital no corpo humano (o ar seco extrai de 1 á 2 kg de água, diariamente no corpo humano)
Importância da água e sua quantidade mundial A água é ... • ...um condutor. • ...um meio de transporte (águas residuais, canais de drenagem e navegação; • ...o mais importante regularizador da energia no balanço energético a terra;
Tabela da estimativa da quantidade de água mundial Fonte Volume (km³) Volume (%) Oceanos 1.348.000.000 92,39% Gelo polar, geleiras, 227.000.000 2,01% icebergs Água subterrânea, 8.062.000 0,58% umidade do solo Lagos e rios 225.000 0,02% Atmosfera 13.000 0,001% Soma 1.384.120.000 100,00% Água potável 36.020.000 4,50%
Quantidade de água potável disponível para uso na superfície da terra Fonte Percentagem do volume (%) Capa de gelo polar, icebergs, geleiras 77,23 Água subterrânea (até 800m de profundidade) 9,86 Água subterrânea (800 a 4000m) 12,35 Umidade do solo 0,17 Lagos (água potável) 0,35 Rios 0,003 Minerais hidratados 0,001 Plantas, animais, seres humanos 0,003 Atmosfera 0,04 Soma 100,00
Balanço hidrológico É o resultado da quantidade de água que entra e sai de uma certa porção do solo em um determinado intervalo de tempo.
Balanço hidrológico Representa o equilíbrio de forma matemática para que se possa ser considerado em obras de engenharia, planejamento de áreas de uso agrícola e florestal, vias fluviais, etc.
Balanço hidrológico Pode ser divido em: • Balanço Hídrico Global • Balanço Hídrico Continental • Balanço Hídrico de Bacias Hidrográficas
Balanço hidrico global A sequencia de processos das fases do ciclo hidrológico que é constituído por um conjunto de fases, representam os diferentes caminhos através dos quais a água circula na natureza Esta circulação ocorre em 3 (três) partes do sistema terra: • a atmosfera • a hidrosfera • a litosfera
Balanço hidrico global • A água da atmosfera constitui precipitação. • A precipitação media global é aproximadamente 940 mm/ano. • Cerca de 70% da precipitação, retorna á atmosfera pela evaporização.
Balanço hidrico global • Numa determinada área, a quantidade de água envolvida em cada fase do ciclo hidrológico e avaliada através duma equação do balanço hídrico: I - O = DS I = fluxos positivos (entrada de água) O = fluxos negativos (saída de água) DS = variação no armazenamento
Balanço hidrico continental O balanço hídrico dos continentes esta expresso: continentes (mm) África 670.510.160 Ásia 610.390.220 Austrália 470.410.600 Europa 600.360.240 América - do Norte 670.400.270 América - do Sul 1.350.860.490
Balanço hidrico continental • A Austrália é o continente mais pobre nesse sentido. • A América do Sul é o continente mais rico em recursos hídricos – em termos de disponibilidade de água superficial (deflúvio)
Balanço Hídrico de Bacias Hidrográficas • Qualquer ponto da superfície faz parte de uma bacia hidrográfica. • Desde os menores vales até as grandes bacias sempre existe uma discreta área de terreno que capta a água da chuva, perde a água por evaporização e produz o restante através de escoamento superficial. • Esta complexidade é o que chamamos balanço hídrico das bacias hidrográficas.
Bacia Hidrográfica Bacia Hidrográfica Disciplina: Hidrologia Prof. Fabio B. Tonin
Bacia Hidrográfica • (Silveira, 2004) É um sistema físico onde a entrada é o volume de água precipitada e a saída é o volume de água escoado pelo exutório. Consideram-se perdas intermediárias os volumes evaporados, transpirados e os infiltrados profundamente.
Bacia Hidrográfica • (Lima, 1994) É um sistema geomorfológico aberto que recebe energia através de agentes climáticos e perde energia através do deflúvio. A bacia hidrográfica como sistema aberto pode ser descrita em termos de variáveis independentes, oscilando em torno de um padrão e dessa forma uma bacia quando não perturbada por ações antrópicas, encontra-se em equilíbrio dinâmico.
Bacia Hidrográfica É a área definida topograficamente, drenada por um curso d’água ou um sistema conectado de cursos d’água, de modo que toda a vazão efluente seja descarregada através de uma saída simples.
Bacia Hidrográfica Constitui-se no sistema físico ou área coletora da água da precipitação, que a faz convergir para uma única seção de saída, denominada exutória, foz ou desembocadura.
Balanço hidrico • Numa determinada área, a quantidade de água envolvida em cada fase do ciclo hidrológico é avaliada através da equação do balanço hídrico: I - O = DS I = fluxos positivos (entrada de água) O = fluxos negativos (saída de água) DS = variação no armazenamento
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