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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE Centro de Tecnologia e Recursos Naturais Unidade Acadmica de Engenharia Civil rea de Engenharia de Recursos Hdricos
BALANO HDRICO E SUAS APLICAES
Professor: Carlos de oliveira Galvo Mestrando: Ivonaldo de Sousa Lacerda
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GeneralidadesO ciclo hidrolgico: Pode ser visto como um sistema hidrolgico fechado pois a quantidade total da gua existente em nosso planeta constante.
A bacia hidrogrfica: comum o estudo do ciclo, pelos hidrlogos, de subsistemas denominados de BACIA HIDROGRFICA, por serem de interesse prtico A bacia hidrogrfica um subsistema aberto pois nem toda a gua evaporada sobre ela precipita sobre a mesma, gerando uma variao de armazenamento
O balano hdrico na bacia hidrogrfica: Assim, o BALANO HDRICO aplicado em bacias hidrogrficas deve considerar essa variao de armazenamento.
BALANO HDRICOFundamento:Equao da conservao da massa (continuidade) dm 0 dt Entrada Sada = Variao de armazenamento
P It E T I Q - S = 0onde:P = Precipitao It = intercepo E = Evaporao T = Transpirao I = Infiltrao Q = Escoamento total = Qs + Qss + Qb Qs = Escoamento superficial Qss = Escoamento sub-superficial Qb = Escoamento de base ou subterrneo S = Variao de armazenamento
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Balano HdricoEquao do balano hdrico:P It E T I Q S = 0 Onde: P = precipitao; It = intercepo; E = evaporao; I = infiltrao ; Q = escoamento; S = variao de armazenamento A equao acima aplicvel em qualquer escala espacial (bacia de qualquer tamanho) Na escala temporal (hora, dia, ms, ano) a equao ajustada conforme a ocorrncia do processo
Balano HdricoEscalas temporaisAs escalas de tempo definem tambm a aplicao e finalidade do balano:
Escala anual => a equao se aplica para a avaliao do potencial hidrolgico voltado para o planejamento: P EVT Q =0Escala mensal => a equao se aplica para a operao de sistemas (reservatrio, irrigao): P EVT Q S = 0
Escala diria => a equao se aplica para o monitoramento e tambm para a operao de sistemas: P EVT It I Q S = 0Escala horria ou do evento de chuva => a equao se aplica para a anlise refinada dos processos na bacia hidrogrfica (investigao e/ou pesquisa, drenagem): a) P It I Q S = 0 (durante as chuvas); b) P It EVT Q S = 0 (entre os eventos de chuva)
Aplicao do Balano Hdrico Bacia HidrogrficaTomando-se os dados das grandes bacias do Brasil, pode-se determinar o potencial hidrolgico (vazo mdia anual) em cada bacia pela equao: P EVT Q = 0 onde: Q = lmina mdia anual escoada (mm) ou vazo mdia anual (m/s); P = precipitao (mm) EVT = evapotranspirao (mm)mm m2 2 Q( ) A(km ).1000000 2 ano x km Q(m 3 / s ) mm dias horas s 1000 365 .24 .3600 m ano dia hora
logo,
Q = P EVT
AplicaoExerccio: Bacia Hidrogrfica do Rio So Francisco: Dados: rea da bacia= 600.000 km; P= 1000 mm/ano; EVT= 800 mm/ano; Q= ? (em mm/ano e m/s) Soluo: Q = P EVT
Q(mm) = 1000 mm 800 mm = 200 mmQ(m/s) = 3805,2 m/s
Rendimento da bacia ou Coeficiente de escoamento(R ou C) = Volume escoado / Volume precipitado
Volume escoado = Q(mm)/1000 x rea da bacia (m2)Volume precipitado = P(mm)/1000 x rea da bacia (m2)
Assim: R (%) = [ Q(mm) / P(mm) ] . 100
OBS: o rendimento exprime quanto da precipitao mdia anual pode ser aproveitado em volume anual, para utilizao.
AplicaoExerccio de fixao: Calcular o rendimento da bacia abaixo
Bacia Rio S. Fco
P(mm) 1000
Q(m3/s) 3800
A(km2) 600.000
Resposta: R= 20 %
Reflexo1. Como o ciclo hidrolgico pode ser alterado em uma bacia em estado natural ? 2. Quais as etapas do ciclo hidrolgico que so afetadas pela urbanizao?