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Licenciatura em Geografia
Disciplina: Hidrogeografia
Aspectos Teóricos e Práticos de
Hidrogeografia
Professor: Éderson Dias de Oliveira
“Não é culpa minha que o corpo humano sucumba ao fim de três dias sem beber.
Eu desconhecia que fosse tão dependente da água. Eu não fazia ideia de que
tivesse tão pouca autonomia... É suposto que o ser humano seja livre... e ninguém
vê a amarra que o liga ao poço, como um cordão umbilical ao ventre da Terra“.
Antoine De Saint-Exupéry
RAMOS, Catarina. Programa de Hidrogeografia, Centro de Estudos Geográficos da
Universidade de Lisboa, Lisboa, 2005
A importância da água – Definição/objeto da Hidrogeografia
• A ÁGUA como fonte e meio de vida, entra na composição dos
elementos bióticos e abióticos;
• É o principal agente erosivo dos continentes, sendo que
transporta sedimentos; nutrientes e da matéria orgânica;
• É utilizada em diversas atividades humanas: higiene e
abastecimento público, agricultura e irrigação, pesca e
aquicultura, produção de sal e energia, na indústria, como via
de transporte e também no desporto, recreio e lazer.
• É um recurso natural fundamental, fator de progresso e
desenvolvimento.
• Entretanto, a água também pode constituir um perigo através
da sua escassez, do seu excesso ou da sua degradação.
O QUE É ÁGUA ?
• A água é um líquido incolor, insípida e inodoro, essencial a
todas as formas de vida.
• Sua molécula é composta por dois átomos de hidrogênio e um
de oxigênio e sua fórmula química é: H2O
 Civilizações do antigo Egito, da China, Índia e Mesopotâmia
eram chamadas de civilizações hidráulicas.
 A ascensão e queda desses povos está intimamente ligada
aos usos e abusos da água.
Diferença entre Água e Recursos Hídricos
• Existem sutis diferenças entre as duas expressões, sendo
que a ‘água’ é o elemento natural descomprometido com
qualquer uso ou utilização.
• Já o gênero ‘Recurso hídrico’ é a
água com um valor econômico,
passível de utilização com tal fim.
• Sendo assim, a diferença que se
salienta entre os dois vocábulos
consiste em ter ou não valor
econômico.
• Assim a água é desprovida de valor
monetário, já o recurso hídrico possui
um valor no mercado de consumo.
• A água é objeto de análise multidisciplinar, sendo assim
objeto de estudo de diferentes especialistas.
• A mesma encontra-se em todo o Sistema Ambiental
Terrestre, estando em constante movimento entre os
diversos subsistemas: atmosfera, litosfera, hidrosfera,
biosfera e noosfera;
• Assim, o objeto de estudo da Hidrogeografia é a Hidrosfera,
que é composta pelas águas nos três estados físicos.
• Por sua vez o seu objetivo é o estudo da ocorrência,
repartição geográfica, circulação da água, bem como das
principais consequências da sua utilização pelo Homem.
• Parte do corpo teórico da Hidrogeografia provém da
Hidrologia (marinha e continental), que estuda a ocorrência,
distribuição e circulação da água, bem como as suas propri-
edades físicas e químicas e as suas relações com o ambiente.
APLICAÇÕES DA HIDROLOGIA
• Planejamento e gerenciamento da BH: o planejamento e
controle do uso dos recursos naturais na BH requer uma ação
pública e privada coordenada;
• Águas Urbanas: buscar mitigar os problemas de enchentes,
produção de sedimentos e qualidade da água encontrados em
grande parte das cidades brasileiras;
• Energia: a produção de energia hidrelétrica representa 92%
de toda a energia produzida no país. Esta energia depende
da disponibilidade de água, da sua regularização por obras
hidráulicas e o impacto das mesmas sobre o meio ambiente;
• Uso do solo rural: a expansão das fronteiras agrícolas e o
intenso uso agrícola têm gerado impacto significativos na
produção de sedimentos e nutrientes nas bacias rurais,
resultando em perda de solo fértil e assoreamento dos rios;
• Abastecimento de água: a redução da qualidade da água dos
rios e os grandes centros urbanos têm apresentado limitaçõ-
es quanto à disponibilidade de água para o abastecimento;
• Irrigação: a produção agrícola nas regiões mais secas
depende essencialmente da disponibilidade de água, sendo
que a maior produtividade passa pelo aumento da irrigação;
• Navegação: a navegação interior é ainda pequena, mas tem
um potencial significativo no desenvolvimento nacional.
Nesse item é necessário: disponibilidade hídrica para calado,
previsão de níveis e planejamento e operação de obras
hidráulicas para navegação.
• Qualidade da água e meio ambiente: o meio ambiente
aquático (oceanos, rios, lagos, reservatórios e aqüíferos)
sofre com a falta de tratamento dos despejos domésticos e
industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola;
A água no Planeta: ocorrência, repartição e circulação
O princípio de conservação da água
 A Terra pode ser considerado como um sistema global
fechado, onde a circulação da água se faz de forma contínua
e fechada entre: oceanos - atmosfera - continentes.
 Nesse sistema há um relativo equilíbrio da manutenção da
quantidade de água no planeta.
 Com isso a massa global da água, qualquer que seja a
intensidade e frequência da sua utilização, mantém-se
praticamente constante: Princípio de Conservação da Água.
 Deste princípio resultam duas características essenciais da
água: é um recurso renovável mas não inesgotável.
 Neste contexto temos o Ciclo Hidrológico, como conceito
fundamental do Princípio de Conservação da Água;
Ciclo Hidrológico - circulação da água - superfície terrestre
/ atmosfera. energia solar / gravidade – equilíbrio térmico e
ambiental do planeta.
Modelo Esquemático do Ciclo Hidrológico
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ciclo_da_%C3%A1gua.jpg
Evaporação–
Transpiração=
Evapotranspiração
PrecipitaçãoEnergiaGravitacional
EnergiaTermal
CICLO DA ÁGUA
• O ciclo da água é um fenômeno global de circulação fechada
da água entre a superfície terrestre e a atmosfera;
• O conceito de ciclo hidrológico está ligado ao movimento e à
troca de água nos seus diferentes estados físicos.
• Este movimento permanente deve-se ao Sol, que fornece a
energia para elevar a água da superfície terrestre para a
atmosfera (evaporação), e à gravidade, que faz com que a
água condensada caia (precipitação);
• Essa uma vez na superfície, circula através de linhas de água
que se reúnem em rios até atingir os oceanos (escoamento
superficial) ou se infiltre nos solos e nas rochas, através dos
seus poros, fissuras e fraturas (escoamento subterrâneo).
• O mesmo é constituído por uma cadeia de subsistemas
abertos, porque há troca de massa e energia entre eles.
A seguir as fases do ciclo hidrológico e as suas componentes.
PRECIPITAÇÃO (P)
 Definição: é a água proveniente do vapor da atmosfera
depositada na superfície terrestre sob qualquer forma:
chuva, granizo, neve, neblina, orvalho ou geada.
 A precipitação faz a transferência de água do ramo aéreo
para o ramo terrestre do ciclo hidrológico, constituindo o
“input” (entrada) da água nos sistemas naturais.
 É ela que alimenta as outras componentes do ciclo
hidrológico.
 Considerando longos períodos de tempo, este fato é dado
pela equação clássica da hidrologia: P = Et + I + Es, em que:
P – precipitação Es – escoamento
Et – evapotranspiração I - infiltração
EVAPORAÇÃO E TRANSPIRAÇÃO
 O conhecimento da perda d’água da superfície terrestre é
fundamental nos vários campos da ciência, especialmente nas
aplicações da meteorologia e da hidrologia às diversas
atividades humanas.
 O conhecimento da perda de água em correntes, canais,
reservatórios, bem como, a transpiração dos vegetais, têm
muita importância no balanço hídrico de uma BH.
 Evaporação (E): é o processo natural pelo qual a água, de uma
superfície livre (líquida) ou de uma superfície úmida, passa
para a atmosfera na forma de vapor, a uma temperatura
inferior a de ebulição.
 Transpiração (T): é a evaporação devida a ação fisiológica
dos vegetais/animais, ocorrida, principalmente, através dos
estômatos.
 Evapotranspiração (ET): evaporação + transpiração.
• Ao calcular-se a água perdida (“output”) numa região
revestida por vegetação, é praticamente impossível separar a
transpiração da evaporação do solo, lagos e rios.
• Assim, em termos de balanço hidrológico, os dois processos
devem ser considerados em conjunto, sob a designação de
evapotranspiração.
• Os fatores que influenciam a evapotranspiração são:
 radiação solar, que por sua vez depende da latitude;
 estação do ano, hora do dia e nebulosidade;
 o calor armazenado pela massa de água;
 a tensão do vapor, que depende da temperatura do ar,
pressão atmosférica e humidade;
 a velocidade do vento;
 a extensão da superfície evaporante e a profundidade da
massa de água;
 a salinidade das águas;
 a natureza do solo e;
 a vegetação.
BALANÇO HÍDRICO
INFILTRAÇÃO
 Definição: trata-se do processo pelo qual a água atravessa a
superfície do solo.
 É de grande importância prática, pois afeta o escoamento
superficial, que é o componente do ciclo hidrológico
responsável pelos processos de erosão e inundações.
 Na infiltração há a passagem da água da superfície para o
interior do solo, movendo-se através de vazios, sob a ação da
gravidade, formando a água do solo;
 É um fenômeno que depende:
Da água disponível para infiltrar;
Da natureza do solo;
Do estado da superfície;
Das quantidades de água e ar, presentes no solo
• O movimento da água no solo é marcado pela ação da
gravidade e pelo potencial capilar. Quando a água atinge a
superfície do solo definem-se:
 a água higroscópica ou pelicular (a que é retida no solo por
atração molecular formando uma película envolvente das
partículas constituintes do solo);
 a água de capilaridade (a que é retida no solo acima do nível
freático devido à ação da capilaridade, ou seja, a água retida
pela tensão superficial e pelas forças moleculares contra a
ação da gravidade);
 a água de percolação ou gravitacional (a água da zona não
saturada que se move sob a influência da gravidade desde a
superfície do solo até ao nível freático).
• A água que as plantas aproveitam é a água de capilaridade,
enquanto a de percolação alimenta os aquíferos.
Distribuição da água no Subsolo
O Nível Freático e o relevo da superfície
As fases do ciclo hidrológico
• Os oceanos são os grandes fornecedores de água à
atmosfera, dando-lhe mais água do que dela recebem (P < Et).
• Os continentes, pelo contrário, recebem mais água da
atmosfera do que deles se evapora. Este excesso de água (P >
Et) é devolvido aos oceanos através do escoamento,
reequilibrando assim o balanço hídrico dos oceanos.
• Tipos de fluxos e volumes de água movimentados no ciclo da
água anual da Terra (em milhares de km³), sendo as setas
proporcionais à quantidade de água movimentada.
• A precipitação pode ocorrer sob a forma de chuva, neve ou
granizo; a deposição ocorre sob a forma de orvalho e geada.
• Se a precipitação ocorre sobre o oceano, o ciclo termina, pois
a água volta ao seu ponto de partida; mas se cai sobre os
continentes, pode seguir quatro vias diferentes: ou evapora,
ou infiltra, ou escoa ou acumula.
• Uma parte evapora-se imediatamente, entrando na fase
precedente.
• Da parte que se infiltra,
duas situações podem
ocorrer: ou alimenta as
reservas de água do solo,
ou continua a infiltrar-se
indo alimentar as
reservas de água
subterrâneas.
• A água que penetra no solo pode-se evaporar mais tarde ou
ser absorvida pelas plantas e libertar-se destas, através da
transpiração, entrando na fase precedente.
• A água que se infiltra mais profundamente, vai alimentar os
aquíferos e acumular-se nestes sob a forma de toalhas
aquíferas.
• Depois de um trajeto subterrâneo, mais ou menos longo,
atinge a superfície, sob a forma de nascentes, podendo estas
ocorrer acima ou abaixo do nível do mar.
• Uma parte escoa-se à
superfície, assim que
ocorre a precipitação,
sem penetrar no solo,
constituindo o
escoamento direto e
alimentando rios.
• Estes podem também ser alimentados pela água resultante
das nascentes, depois de ter feito o seu percurso
subterrâneo, constituindo o escoamento de base.
• Uma última parte pode acumular-se sob a forma de neve ou
gelo formando as neves perpétuas, os glaciares e os inlandsis.
• Contudo, durante o
verão, uma parte desta
água, resultante da
fusão da neve ou do
degelo vai alimentar o
escoamento superficial,
regressando,
posteriormente, à
primeira fase do ciclo,
ou evapora-se para a
atmosfera.
Os grandes reservatórios naturais de água do Planeta
• Os oceanos reservam cerca de 96,5% do volume total de água
da Terra, seguindo-se os continentes com pouco mais de 3,4%
e a atmosfera com 0,001%.
• A água doce é uma pequena parcela do total da água do
Planeta: apenas 2,5%.
• Os continentes são os grandes reservatórios de água doce do
Planeta (99,9% do total);
• Um outro aspecto importante é o de que 69,6% da água doce
se encontra no estado sólido (neve e gelo), com a Antártida
(61,7%) e Groelândia (6,7%), tendo a maior parte.
• Por fim resta uma pequena porção de água doce (cerca de
30,4% do total de água doce) disponível para a humanidade.
• Essa encontra-se quase toda nas toalhas aquíferas (30,1%), à
qual se tem acesso através de poços e furos de captação.
A renovação das reservas de água do Planeta
 A renovação da água nos subsistemas é variável, sendo medida
pelo Tempo de Residência: (Tr = S/Q); onde S é o volume de
água armazenado e Q é o volume de água que sai numa
determinada unidade de tempo.
 A renovação da água nos reservatórios naturais, tem ritmos
diferentes, indo de alguns dias até milhares de anos.
 Com isso temos os recursos hídricos renováveis com Tr nos
diversos subsistemas, relativamente curto, e os não
renováveis com Tr longo, (Peixoto, 1989).
 A Água não se “consome”,
apenas passa de subsistema
para subsistema.
 As mudanças de estado a
que a água é submetida,
durante as fases do ciclo
hidrológico, dão-se a
temperaturas bem
definidas;
 Dessa forma, uma pequena variação
da temperatura do globo pode
modificar substancialmente as
condições do ciclo hidrológico,
retardando-o ou acelerando-o.
 A redução da temperatura no
planeta pode provocar um período
de glaciação, retardando o ciclo
hidrológico e aumentando a
retenção de água sob a forma de
gelo (Criosfera).
 Pelo contrário, num período de
aquecimento global, o ciclo
hidrológico acelera-se, aumentando
a evaporação e a quantidade de água
existente na atmosfera.
Água nos continentes: o ramo terrestre do ciclo hidrológico
 A atmosfera tem papel decisivo no input de água nos
continentes.
 A maior quantidade de água precipitável se concentra no
Hemisfério Sul, (a bacia amazônica possui o máximo
absoluto), havendo um decréscimo do Equador para os pólos.
 As zonas (subtropicais) de
divergência atmosférica,
principalmente sobre os
oceanos, são as grandes
fornecedoras de vapor de
água à atmosfera
(precipitação < evaporação).
As regiões de escassez e de abundância de água
 A figura abaixo, mostra a disposição das grandes massas
continentais no hemisfério norte e a sua influência no
balanço hídrico regional;
As regiões de escassez e de abundância de água
 A repartição espacial do escoamento anual nos continentes,
reflete a influência da circulação atmosférica global e a
distribuição da precipitação anual.
Repartição espacial do escoamento anual nos diferentes continentes
 A abundância de chuvas (>1000 mm anuais) ocorre nas áreas
de convergência dos ventos alísios e nas latitudes médias,
atingidas pela frente polar (convergência das massas de ar
tropicais e polares, levando à ocorrência de chuvas frontais).
Balanço hídrico por continente (km³ / ano)
 As regiões de maior escassez de escoamento (<50mm anuais)
são aquelas onde predomina a divergência atmosférica, ou
seja, as afetadas pelas cinturas de altas pressões
subtropicais e pelos anticiclones polares;
 Cabe destacar também áreas pouco úmidas, como o interior
dos continentes norte americano e asiático (a latitudes
médias), devido à secura das massas de ar.
 A seguir estão
representadas as
maiores BH do planeta
(> 1 milhão de km²),
onde se destaca a do
Amazonas, com mais
de 6 milhões de km²
(67 vezes maior que
Portugal).
Grandes bacias hidrográficas da Terra (> 1.000.000 km²)
 A Ásia sendo o continente mais extenso, é também o que
possui o maior número de grandes BHs;
 Já a África, apesar de ser o segundo maior continente,
ocupa somente a terceira posição, em número de grandes
bacias, porque 1/3 do seu território é ocupado por desertos;
 A Antártida, por ser um continente gelado é o maior
inlandsis do Planeta, não permitindo, por isso, no seu
interior, a circulação da água no estado líquido e a formação
de bacias de drenagem.
 Os desertos (frios e quentes) são regiões arreicas, ou seja,
não têm BHs estruturadas, devido às fracas precipitações e,
no caso dos desertos arenosos, à movimentação das dunas
que acabam por cobrir os canais de drenagem esporádicos.
Os sistemas de drenagem dos continentes: Bacias
Hidrográficas (BHs)
 Para conceituar a BH há vários termos como: bacia de drena-
gem, bacia de recepção, bacia-vertente e bacia de captação;
 Essas diversas concepções variam de acordo com o
especialista: hidrólogo, geomorfólogo, engenheiro, geógrafo,
ecólogo, e etc;
De maneira geral a BH se
refere a uma porção de
território continental drenada
por uma rede fluvial, os quais
transportam, além da água,
sedimentos, materiais dissolvi-
dos e nutrientes até um ponto
comum: a desembocadura ou
secção de referência da bacia.
* área da superfície terrestre bem delimitada
topograficamente, que drena água e sedimentos em direção a
uma saída em comum, numa determinada seção transversal
(foz ou exutório). Stralher – Horton.
Modelo de uma bacia hidrográfica
Fonte: Adaptado de Charlton (2008);
Bacia hidrográfica da Água do Andaraí
Jandaia do Sul/PR – Foto do autor, 2011.
É considerado o palco do ciclo hidrológico!
Ilustração de uma bacia hidrográfica mostrando os divisores de água,
as sub-bacias e a drenagem principal.
Fonte: ANA, 2002.
• A delimitação de uma bacia tem como principal elemento o
relevo, visto que a água segue um caminho de acordo com o
desnível do terreno;
Modelo de bacias de
drenagem costeiras
Delimitação da Bacia Hidrográfica
Etapa 1: definir o ponto em que será
feita a delimitação da bacia, situado na
parte mais baixa do trecho em estudo
do curso d’água principal. Reforçar a
marcação do curso d’água principal e
dos tributários (os quais cruzam as
curvas de nível, das mais altas para as
mais baixas, e definem os fundos de
vale).
Etapa 2: para definir o limite da bacia hidrográfica, partir da foz e
conectar os pontos mais elevados, tendo por base as curvas de nível e os
pontos cotados. O limite da bacia circunda o curso d’água e tributários,
não podendo nunca cruzá-los. Próximo a cada limite marcado, verificar se
a água da chuva escoará sobre o terreno rumo às partes baixas (cruzando
perpendicularmente as curvas de nível) na direção dos tributários e do
curso d’água principal (se ela correr em outra direção, é porque pertence
a outra bacia). Observar que dentro da bacia poderá haver locais com
cotas mais altas do que as cotas dos pontos que definem o divisor de
águas da bacia.
Divisores de BH
 Os divisores de água das BHs se dividem em: divisor
superficial (topográfico) e divisor freático (subterrâneo).
 O divisor subterrâneo é mais difícil de ser localizado e varia
com o tempo. À medida que o lençol freático sobe, ele tende
ao divisor superficial.
Corte transversal de bacias hidrográficas.
 O subterrâneo só é utilizado em estudos mais complexos de
hidrologia subterrânea e estabelece, portanto, os limites dos
reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o
deflúvio básico da bacia.
 Na prática, assume-se por
facilidade que o superficial
também é o subterrâneo.
 A seguir temos a
delimitação de uma BH
utilizando o divisor
topográfico.
 Note que o divisor de águas
(linha tracejada) acompanha
os pontos com maior
altitude (curvas de nível de
maior valor).
TALVEGUE
LEITO
MARGEM
MARGEM
RIO
VERTENTE VERTENTE
CRISTA OU
INTERFLÚVIO
CRISTA OU
INTERFLÚVIO
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HIDROGEOGRAFIA E HIDROLOGIA

  • 1. Licenciatura em Geografia Disciplina: Hidrogeografia Aspectos Teóricos e Práticos de Hidrogeografia Professor: Éderson Dias de Oliveira “Não é culpa minha que o corpo humano sucumba ao fim de três dias sem beber. Eu desconhecia que fosse tão dependente da água. Eu não fazia ideia de que tivesse tão pouca autonomia... É suposto que o ser humano seja livre... e ninguém vê a amarra que o liga ao poço, como um cordão umbilical ao ventre da Terra“. Antoine De Saint-Exupéry RAMOS, Catarina. Programa de Hidrogeografia, Centro de Estudos Geográficos da Universidade de Lisboa, Lisboa, 2005
  • 2. A importância da água – Definição/objeto da Hidrogeografia • A ÁGUA como fonte e meio de vida, entra na composição dos elementos bióticos e abióticos; • É o principal agente erosivo dos continentes, sendo que transporta sedimentos; nutrientes e da matéria orgânica; • É utilizada em diversas atividades humanas: higiene e abastecimento público, agricultura e irrigação, pesca e aquicultura, produção de sal e energia, na indústria, como via de transporte e também no desporto, recreio e lazer. • É um recurso natural fundamental, fator de progresso e desenvolvimento. • Entretanto, a água também pode constituir um perigo através da sua escassez, do seu excesso ou da sua degradação.
  • 3. O QUE É ÁGUA ? • A água é um líquido incolor, insípida e inodoro, essencial a todas as formas de vida. • Sua molécula é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio e sua fórmula química é: H2O  Civilizações do antigo Egito, da China, Índia e Mesopotâmia eram chamadas de civilizações hidráulicas.  A ascensão e queda desses povos está intimamente ligada aos usos e abusos da água.
  • 4. Diferença entre Água e Recursos Hídricos • Existem sutis diferenças entre as duas expressões, sendo que a ‘água’ é o elemento natural descomprometido com qualquer uso ou utilização. • Já o gênero ‘Recurso hídrico’ é a água com um valor econômico, passível de utilização com tal fim. • Sendo assim, a diferença que se salienta entre os dois vocábulos consiste em ter ou não valor econômico. • Assim a água é desprovida de valor monetário, já o recurso hídrico possui um valor no mercado de consumo.
  • 5. • A água é objeto de análise multidisciplinar, sendo assim objeto de estudo de diferentes especialistas. • A mesma encontra-se em todo o Sistema Ambiental Terrestre, estando em constante movimento entre os diversos subsistemas: atmosfera, litosfera, hidrosfera, biosfera e noosfera; • Assim, o objeto de estudo da Hidrogeografia é a Hidrosfera, que é composta pelas águas nos três estados físicos. • Por sua vez o seu objetivo é o estudo da ocorrência, repartição geográfica, circulação da água, bem como das principais consequências da sua utilização pelo Homem. • Parte do corpo teórico da Hidrogeografia provém da Hidrologia (marinha e continental), que estuda a ocorrência, distribuição e circulação da água, bem como as suas propri- edades físicas e químicas e as suas relações com o ambiente.
  • 6. APLICAÇÕES DA HIDROLOGIA • Planejamento e gerenciamento da BH: o planejamento e controle do uso dos recursos naturais na BH requer uma ação pública e privada coordenada; • Águas Urbanas: buscar mitigar os problemas de enchentes, produção de sedimentos e qualidade da água encontrados em grande parte das cidades brasileiras; • Energia: a produção de energia hidrelétrica representa 92% de toda a energia produzida no país. Esta energia depende da disponibilidade de água, da sua regularização por obras hidráulicas e o impacto das mesmas sobre o meio ambiente; • Uso do solo rural: a expansão das fronteiras agrícolas e o intenso uso agrícola têm gerado impacto significativos na produção de sedimentos e nutrientes nas bacias rurais, resultando em perda de solo fértil e assoreamento dos rios;
  • 7. • Abastecimento de água: a redução da qualidade da água dos rios e os grandes centros urbanos têm apresentado limitaçõ- es quanto à disponibilidade de água para o abastecimento; • Irrigação: a produção agrícola nas regiões mais secas depende essencialmente da disponibilidade de água, sendo que a maior produtividade passa pelo aumento da irrigação; • Navegação: a navegação interior é ainda pequena, mas tem um potencial significativo no desenvolvimento nacional. Nesse item é necessário: disponibilidade hídrica para calado, previsão de níveis e planejamento e operação de obras hidráulicas para navegação. • Qualidade da água e meio ambiente: o meio ambiente aquático (oceanos, rios, lagos, reservatórios e aqüíferos) sofre com a falta de tratamento dos despejos domésticos e industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola;
  • 8. A água no Planeta: ocorrência, repartição e circulação O princípio de conservação da água  A Terra pode ser considerado como um sistema global fechado, onde a circulação da água se faz de forma contínua e fechada entre: oceanos - atmosfera - continentes.  Nesse sistema há um relativo equilíbrio da manutenção da quantidade de água no planeta.  Com isso a massa global da água, qualquer que seja a intensidade e frequência da sua utilização, mantém-se praticamente constante: Princípio de Conservação da Água.  Deste princípio resultam duas características essenciais da água: é um recurso renovável mas não inesgotável.  Neste contexto temos o Ciclo Hidrológico, como conceito fundamental do Princípio de Conservação da Água;
  • 9. Ciclo Hidrológico - circulação da água - superfície terrestre / atmosfera. energia solar / gravidade – equilíbrio térmico e ambiental do planeta. Modelo Esquemático do Ciclo Hidrológico Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Ciclo_da_%C3%A1gua.jpg Evaporação– Transpiração= Evapotranspiração PrecipitaçãoEnergiaGravitacional EnergiaTermal
  • 11.
  • 12. • O ciclo da água é um fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera; • O conceito de ciclo hidrológico está ligado ao movimento e à troca de água nos seus diferentes estados físicos. • Este movimento permanente deve-se ao Sol, que fornece a energia para elevar a água da superfície terrestre para a atmosfera (evaporação), e à gravidade, que faz com que a água condensada caia (precipitação); • Essa uma vez na superfície, circula através de linhas de água que se reúnem em rios até atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se infiltre nos solos e nas rochas, através dos seus poros, fissuras e fraturas (escoamento subterrâneo). • O mesmo é constituído por uma cadeia de subsistemas abertos, porque há troca de massa e energia entre eles.
  • 13. A seguir as fases do ciclo hidrológico e as suas componentes. PRECIPITAÇÃO (P)  Definição: é a água proveniente do vapor da atmosfera depositada na superfície terrestre sob qualquer forma: chuva, granizo, neve, neblina, orvalho ou geada.  A precipitação faz a transferência de água do ramo aéreo para o ramo terrestre do ciclo hidrológico, constituindo o “input” (entrada) da água nos sistemas naturais.  É ela que alimenta as outras componentes do ciclo hidrológico.  Considerando longos períodos de tempo, este fato é dado pela equação clássica da hidrologia: P = Et + I + Es, em que: P – precipitação Es – escoamento Et – evapotranspiração I - infiltração
  • 14. EVAPORAÇÃO E TRANSPIRAÇÃO  O conhecimento da perda d’água da superfície terrestre é fundamental nos vários campos da ciência, especialmente nas aplicações da meteorologia e da hidrologia às diversas atividades humanas.  O conhecimento da perda de água em correntes, canais, reservatórios, bem como, a transpiração dos vegetais, têm muita importância no balanço hídrico de uma BH.  Evaporação (E): é o processo natural pelo qual a água, de uma superfície livre (líquida) ou de uma superfície úmida, passa para a atmosfera na forma de vapor, a uma temperatura inferior a de ebulição.  Transpiração (T): é a evaporação devida a ação fisiológica dos vegetais/animais, ocorrida, principalmente, através dos estômatos.
  • 15.  Evapotranspiração (ET): evaporação + transpiração. • Ao calcular-se a água perdida (“output”) numa região revestida por vegetação, é praticamente impossível separar a transpiração da evaporação do solo, lagos e rios. • Assim, em termos de balanço hidrológico, os dois processos devem ser considerados em conjunto, sob a designação de evapotranspiração. • Os fatores que influenciam a evapotranspiração são:  radiação solar, que por sua vez depende da latitude;  estação do ano, hora do dia e nebulosidade;
  • 16.  o calor armazenado pela massa de água;  a tensão do vapor, que depende da temperatura do ar, pressão atmosférica e humidade;  a velocidade do vento;  a extensão da superfície evaporante e a profundidade da massa de água;  a salinidade das águas;  a natureza do solo e;  a vegetação. BALANÇO HÍDRICO
  • 17. INFILTRAÇÃO  Definição: trata-se do processo pelo qual a água atravessa a superfície do solo.  É de grande importância prática, pois afeta o escoamento superficial, que é o componente do ciclo hidrológico responsável pelos processos de erosão e inundações.  Na infiltração há a passagem da água da superfície para o interior do solo, movendo-se através de vazios, sob a ação da gravidade, formando a água do solo;  É um fenômeno que depende: Da água disponível para infiltrar; Da natureza do solo; Do estado da superfície; Das quantidades de água e ar, presentes no solo
  • 18. • O movimento da água no solo é marcado pela ação da gravidade e pelo potencial capilar. Quando a água atinge a superfície do solo definem-se:  a água higroscópica ou pelicular (a que é retida no solo por atração molecular formando uma película envolvente das partículas constituintes do solo);  a água de capilaridade (a que é retida no solo acima do nível freático devido à ação da capilaridade, ou seja, a água retida pela tensão superficial e pelas forças moleculares contra a ação da gravidade);  a água de percolação ou gravitacional (a água da zona não saturada que se move sob a influência da gravidade desde a superfície do solo até ao nível freático). • A água que as plantas aproveitam é a água de capilaridade, enquanto a de percolação alimenta os aquíferos.
  • 20. O Nível Freático e o relevo da superfície
  • 21. As fases do ciclo hidrológico • Os oceanos são os grandes fornecedores de água à atmosfera, dando-lhe mais água do que dela recebem (P < Et). • Os continentes, pelo contrário, recebem mais água da atmosfera do que deles se evapora. Este excesso de água (P > Et) é devolvido aos oceanos através do escoamento, reequilibrando assim o balanço hídrico dos oceanos.
  • 22. • Tipos de fluxos e volumes de água movimentados no ciclo da água anual da Terra (em milhares de km³), sendo as setas proporcionais à quantidade de água movimentada.
  • 23. • A precipitação pode ocorrer sob a forma de chuva, neve ou granizo; a deposição ocorre sob a forma de orvalho e geada. • Se a precipitação ocorre sobre o oceano, o ciclo termina, pois a água volta ao seu ponto de partida; mas se cai sobre os continentes, pode seguir quatro vias diferentes: ou evapora, ou infiltra, ou escoa ou acumula. • Uma parte evapora-se imediatamente, entrando na fase precedente. • Da parte que se infiltra, duas situações podem ocorrer: ou alimenta as reservas de água do solo, ou continua a infiltrar-se indo alimentar as reservas de água subterrâneas.
  • 24. • A água que penetra no solo pode-se evaporar mais tarde ou ser absorvida pelas plantas e libertar-se destas, através da transpiração, entrando na fase precedente. • A água que se infiltra mais profundamente, vai alimentar os aquíferos e acumular-se nestes sob a forma de toalhas aquíferas. • Depois de um trajeto subterrâneo, mais ou menos longo, atinge a superfície, sob a forma de nascentes, podendo estas ocorrer acima ou abaixo do nível do mar. • Uma parte escoa-se à superfície, assim que ocorre a precipitação, sem penetrar no solo, constituindo o escoamento direto e alimentando rios.
  • 25. • Estes podem também ser alimentados pela água resultante das nascentes, depois de ter feito o seu percurso subterrâneo, constituindo o escoamento de base. • Uma última parte pode acumular-se sob a forma de neve ou gelo formando as neves perpétuas, os glaciares e os inlandsis. • Contudo, durante o verão, uma parte desta água, resultante da fusão da neve ou do degelo vai alimentar o escoamento superficial, regressando, posteriormente, à primeira fase do ciclo, ou evapora-se para a atmosfera.
  • 26. Os grandes reservatórios naturais de água do Planeta • Os oceanos reservam cerca de 96,5% do volume total de água da Terra, seguindo-se os continentes com pouco mais de 3,4% e a atmosfera com 0,001%.
  • 27. • A água doce é uma pequena parcela do total da água do Planeta: apenas 2,5%. • Os continentes são os grandes reservatórios de água doce do Planeta (99,9% do total); • Um outro aspecto importante é o de que 69,6% da água doce se encontra no estado sólido (neve e gelo), com a Antártida (61,7%) e Groelândia (6,7%), tendo a maior parte. • Por fim resta uma pequena porção de água doce (cerca de 30,4% do total de água doce) disponível para a humanidade. • Essa encontra-se quase toda nas toalhas aquíferas (30,1%), à qual se tem acesso através de poços e furos de captação.
  • 28.
  • 29.
  • 30. A renovação das reservas de água do Planeta  A renovação da água nos subsistemas é variável, sendo medida pelo Tempo de Residência: (Tr = S/Q); onde S é o volume de água armazenado e Q é o volume de água que sai numa determinada unidade de tempo.
  • 31.  A renovação da água nos reservatórios naturais, tem ritmos diferentes, indo de alguns dias até milhares de anos.  Com isso temos os recursos hídricos renováveis com Tr nos diversos subsistemas, relativamente curto, e os não renováveis com Tr longo, (Peixoto, 1989).  A Água não se “consome”, apenas passa de subsistema para subsistema.  As mudanças de estado a que a água é submetida, durante as fases do ciclo hidrológico, dão-se a temperaturas bem definidas;
  • 32.  Dessa forma, uma pequena variação da temperatura do globo pode modificar substancialmente as condições do ciclo hidrológico, retardando-o ou acelerando-o.  A redução da temperatura no planeta pode provocar um período de glaciação, retardando o ciclo hidrológico e aumentando a retenção de água sob a forma de gelo (Criosfera).  Pelo contrário, num período de aquecimento global, o ciclo hidrológico acelera-se, aumentando a evaporação e a quantidade de água existente na atmosfera.
  • 33. Água nos continentes: o ramo terrestre do ciclo hidrológico  A atmosfera tem papel decisivo no input de água nos continentes.  A maior quantidade de água precipitável se concentra no Hemisfério Sul, (a bacia amazônica possui o máximo absoluto), havendo um decréscimo do Equador para os pólos.  As zonas (subtropicais) de divergência atmosférica, principalmente sobre os oceanos, são as grandes fornecedoras de vapor de água à atmosfera (precipitação < evaporação).
  • 34. As regiões de escassez e de abundância de água  A figura abaixo, mostra a disposição das grandes massas continentais no hemisfério norte e a sua influência no balanço hídrico regional;
  • 35. As regiões de escassez e de abundância de água  A repartição espacial do escoamento anual nos continentes, reflete a influência da circulação atmosférica global e a distribuição da precipitação anual. Repartição espacial do escoamento anual nos diferentes continentes
  • 36.  A abundância de chuvas (>1000 mm anuais) ocorre nas áreas de convergência dos ventos alísios e nas latitudes médias, atingidas pela frente polar (convergência das massas de ar tropicais e polares, levando à ocorrência de chuvas frontais). Balanço hídrico por continente (km³ / ano)
  • 37.  As regiões de maior escassez de escoamento (<50mm anuais) são aquelas onde predomina a divergência atmosférica, ou seja, as afetadas pelas cinturas de altas pressões subtropicais e pelos anticiclones polares;  Cabe destacar também áreas pouco úmidas, como o interior dos continentes norte americano e asiático (a latitudes médias), devido à secura das massas de ar.  A seguir estão representadas as maiores BH do planeta (> 1 milhão de km²), onde se destaca a do Amazonas, com mais de 6 milhões de km² (67 vezes maior que Portugal).
  • 38. Grandes bacias hidrográficas da Terra (> 1.000.000 km²)
  • 39.  A Ásia sendo o continente mais extenso, é também o que possui o maior número de grandes BHs;  Já a África, apesar de ser o segundo maior continente, ocupa somente a terceira posição, em número de grandes bacias, porque 1/3 do seu território é ocupado por desertos;  A Antártida, por ser um continente gelado é o maior inlandsis do Planeta, não permitindo, por isso, no seu interior, a circulação da água no estado líquido e a formação de bacias de drenagem.  Os desertos (frios e quentes) são regiões arreicas, ou seja, não têm BHs estruturadas, devido às fracas precipitações e, no caso dos desertos arenosos, à movimentação das dunas que acabam por cobrir os canais de drenagem esporádicos.
  • 40. Os sistemas de drenagem dos continentes: Bacias Hidrográficas (BHs)  Para conceituar a BH há vários termos como: bacia de drena- gem, bacia de recepção, bacia-vertente e bacia de captação;  Essas diversas concepções variam de acordo com o especialista: hidrólogo, geomorfólogo, engenheiro, geógrafo, ecólogo, e etc; De maneira geral a BH se refere a uma porção de território continental drenada por uma rede fluvial, os quais transportam, além da água, sedimentos, materiais dissolvi- dos e nutrientes até um ponto comum: a desembocadura ou secção de referência da bacia.
  • 41. * área da superfície terrestre bem delimitada topograficamente, que drena água e sedimentos em direção a uma saída em comum, numa determinada seção transversal (foz ou exutório). Stralher – Horton. Modelo de uma bacia hidrográfica Fonte: Adaptado de Charlton (2008); Bacia hidrográfica da Água do Andaraí Jandaia do Sul/PR – Foto do autor, 2011. É considerado o palco do ciclo hidrológico!
  • 42.
  • 43. Ilustração de uma bacia hidrográfica mostrando os divisores de água, as sub-bacias e a drenagem principal. Fonte: ANA, 2002. • A delimitação de uma bacia tem como principal elemento o relevo, visto que a água segue um caminho de acordo com o desnível do terreno;
  • 44. Modelo de bacias de drenagem costeiras
  • 45. Delimitação da Bacia Hidrográfica Etapa 1: definir o ponto em que será feita a delimitação da bacia, situado na parte mais baixa do trecho em estudo do curso d’água principal. Reforçar a marcação do curso d’água principal e dos tributários (os quais cruzam as curvas de nível, das mais altas para as mais baixas, e definem os fundos de vale). Etapa 2: para definir o limite da bacia hidrográfica, partir da foz e conectar os pontos mais elevados, tendo por base as curvas de nível e os pontos cotados. O limite da bacia circunda o curso d’água e tributários, não podendo nunca cruzá-los. Próximo a cada limite marcado, verificar se a água da chuva escoará sobre o terreno rumo às partes baixas (cruzando perpendicularmente as curvas de nível) na direção dos tributários e do curso d’água principal (se ela correr em outra direção, é porque pertence a outra bacia). Observar que dentro da bacia poderá haver locais com cotas mais altas do que as cotas dos pontos que definem o divisor de águas da bacia.
  • 46.
  • 47. Divisores de BH  Os divisores de água das BHs se dividem em: divisor superficial (topográfico) e divisor freático (subterrâneo).  O divisor subterrâneo é mais difícil de ser localizado e varia com o tempo. À medida que o lençol freático sobe, ele tende ao divisor superficial. Corte transversal de bacias hidrográficas.
  • 48.  O subterrâneo só é utilizado em estudos mais complexos de hidrologia subterrânea e estabelece, portanto, os limites dos reservatórios de água subterrânea de onde é derivado o deflúvio básico da bacia.  Na prática, assume-se por facilidade que o superficial também é o subterrâneo.  A seguir temos a delimitação de uma BH utilizando o divisor topográfico.  Note que o divisor de águas (linha tracejada) acompanha os pontos com maior altitude (curvas de nível de maior valor).
  • 49.
  • 50. TALVEGUE LEITO MARGEM MARGEM RIO VERTENTE VERTENTE CRISTA OU INTERFLÚVIO CRISTA OU INTERFLÚVIO PERFIL LONGITUDINAL DE UM VALE FLUVIAL
  • 51.