Ciclo Hidrológico

1. Hidrologia

A hidrologia é a ciência que estuda os fenômenos relativos à água na natureza seu aspecto, propriedades, distribuição na terra e seus efeitos nos seres e no meio. Pela evolução do seu estudo e da importância da aplicação no cotidiano, a hidrologia vem desempenhando um papel fundamental no que se diz respeito à engenharia e saneamento. A preservação ambiental e a otimização do uso territorial veem como premissa o contínuo estudo hidrológico, na tentativa de estabelecer via de regra a ocorrência do fenômeno do ciclo hidrológico em sucessivas estações.

Ciclo Hidrológico

S. Villela define ciclo hidrológico como “o comportamento natural da água quanto as suas ocorrências e relações com a vida humana”.

Sendo um ciclo fechado os autores diferem quanto ao seu ponto inicial: oceano ou atmosfera. Mas concordam em afirmar que é impulsionado pela energia solar. C. Tucci considera o ciclo hidrológico fechado apenas em escala global já que volumes evaporados não precipitam necessariamente no mesmo local.

Dado à energia solar a água nos oceanos evapora. O vapor é então condensado e forma-se a precipitação.

Na condensação o vapor não necessariamente forma a precipitação mas sim micro gotículas que se unem dando forma às nuvens.Quando tais gotículas atingem certa dimensão e peso elas precipitam.Entende-se precipitação com chuva, neve, granizo, orvalho.

Parte da água precipitada evapora antes mesmo de chegar ao solo e a outra é captada pelas folhas, troncos das árvores e plantas, fenômeno denominado intercepção.

Ao chegarem ao solo parte da água evapora, outra parte escoa e outra infiltra. No momento em que há saturação superficial, a taxa de infiltração diminui até uma taxa residual de acordo com a profundidade. Parte da água infiltrada é levada até a zona de saturação chamada lençóis freáticos e outra evaporada. Àquela denomina-se percolação.

Do solo úmido as plantas retiram a água para o seu crescimento; processam e a devolvem à atmosfera por meio de transpiração. Esta ligada à evaporação do solo é chamada de evapotranspiração.

Em suma os estudos hidrológicos fundamentam-se basicamente nos regimes de precipitações e escoamentos dos rios ao longo dos anos. Mesmo que suas ocorrências não sejam idênticas, em uma linha temporal consideravelmente longa, o histórico de vazões e precipitações não se altera drasticamente e são a partir desses dados que a engenharia trabalha.

Dados hidrológicos insuficientes causam problemas principalmente em engenharia civil tais com dimensionamento de vazões em transposições de rios e canais, dimensionamento de precipitação em bueiros e galerias vertedouros e etc.

Pela equação geral da hidrologia tem-se

I – O = S

I = inflow/input: é a entrada de água pelas precipitações, escoamentos superficiais e subterrâneos no volume de controle

O = outflow/output: é a saída da água do volume de controle escoamento superficial subterrâneo e evapotranspiração.

S = é a variação do armazenamento da água no volume de controle.

Variáveis hidrológicas e Meteorológicas

A equação da hidrologia também pode ser escrita como

P-ET = D + S

Tal que P: precipitação; ET; evapotranspiração; D: deflúvio e S: variação do armazenamento do volume de controle.

As variáveis podem ser medidas direta ou indiretamente. A precipitação, diretamente por meio de coleta de amostras e o deflúvio pelas cotas do nível dos rios que pela curva de descarga se converte em vazão. A curva é obtida pela distribuição de velocidade em uma seção transversal para diferentes níveis d’água.Esse método é confiável e preciso se não houver interferência de fatores tais quais remanso de outros rios, declividade da linha d’água, alterações nas formas de secção transversal do rio.

Outros métodos para coleta de dados também são empregados como o ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) para medição de vazões ou pela concentração de um sal radioisótopo