Unidade 1 - Introdução, Bacias e Precipitação..pptx

HIDROLOGIA
UNIDADE 1– INTRODUÇÃO, BACIAS E PRECIPITAÇÃO
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HIDROLOGIA Prof: Diego Padilha
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Introdução à Hidrologia na Engenharia Civil

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O que é Hidrologia?
A ciência que estuda a distribuição, movimentação e propriedades da água na Terra e na atmosfera.

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Hidrologia vs. Hidráulica
Enquanto a Hidrologia estuda a água em seu estado natural, a Hidráulica foca na água em condições
controladas.

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Importância na Engenharia Civil
A Crucialidade da Hidrologia para a Engenharia Civil
Gerenciamento de recursos, controle de inundações, infraestrutura sustentável.

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Desafios Atuais
Desafios e Tendências em Hidrologia
Impacto das mudanças climáticas, sustentabilidade, conservação de recursos.

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O Ciclo Hidrológico
O movimento contínuo e cíclico da água na Terra e na atmosfera.

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Componentes do Ciclo Hidrológico
Componentes Principais
Evaporação:
•Descrição:
• A evaporação é o processo pelo qual a água se transforma do estado líquido para o
estado gasoso. Esse processo ocorre na superfície da água, como em rios, lagos,
oceanos e outros corpos d'água. É influenciado por diversos fatores, incluindo a
temperatura, a umidade relativa do ar e a velocidade do vento.
•Importância no Ciclo Hidrológico:
• A evaporação é uma das principais maneiras pelas quais a água retorna à atmosfera,
iniciando seu processo de movimentação pelo ciclo.

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Transpiração:
•Descrição:
• A transpiração é o processo pelo qual as plantas liberam vapor d'água para a atmosfera. Essa
água é retirada do solo pelas raízes, move-se através dos tecidos da planta e é liberada
principalmente pelas folhas.
• Junto com a evaporação, a transpiração é uma das principais fontes de vapor d'água na
atmosfera, alimentando nuvens e, eventualmente, resultando em precipitação.

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Condensação:
•Descrição:
• A condensação é o processo oposto da evaporação. Ocorre quando o vapor d'água na
atmosfera se resfria e se transforma de volta ao estado líquido, formando gotículas que podem
compor nuvens.
• A condensação é crucial para a formação de nuvens e, por consequência, para o processo de
precipitação.

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Precipitação:
•Descrição:
• Precipitação refere-se a qualquer forma de água, seja líquida ou sólida, que cai da atmosfera e atinge
a superfície terrestre. Isso inclui chuva, neve, granizo e orvalho.
• É o principal meio pelo qual a água retorna da atmosfera para a Terra, alimentando corpos d'água,
recarregando aquíferos e fornecendo umidade para o solo e plantas.

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Escoamento:
•Descrição:
• O escoamento é a movimentação da água na superfície terrestre, geralmente em direção a corpos
d'água maiores como rios, lagos ou oceanos. Pode ser dividido em escoamento superficial (sobre a
terra) e escoamento subterrâneo (através do solo e rocha).
• O escoamento é responsável por transportar a água (e solutos dissolvidos) pela paisagem, moldando
ambientes aquáticos e terrestres e influenciando os ecossistemas locais.

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Infiltração:
•Descrição:
• A infiltração é o processo pelo qual a água se move para o solo a partir da superfície. Uma vez no solo,
essa água pode se mover mais profundamente para recarregar aquíferos ou mover-se lateralmente como
escoamento subterrâneo.
• A infiltração é vital para a recarga de aquíferos subterrâneos e para manter a umidade do solo. Influencia
a disponibilidade de água para as plantas e determina a quantidade de água que permanecerá na
superfície para o escoamento.

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Equilíbrio do Ciclo Hidrológico
Balanceamento do Ciclo
Conservação da massa e a equação de continuidade em
Hidrologia.

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Medindo a Precipitação
Métodos de Medição
Pluviômetros, Pluviógrafos, Estações meteorológicas e Medição
Remota.

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Distribuição de Precipitação
Intensidade, duração, frequência e padrões de chuva.

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Intensidade:
•Descrição:
• A intensidade da precipitação refere-se à taxa na qual a água é depositada em uma área durante
um evento de chuva. Geralmente é expressa em termos de altura de água por unidade de tempo,
como milímetros por hora (mm/h).
•Importância na Hidrologia:
• A intensidade da chuva é fundamental para entender eventos de inundação e erosão. Chuvas de
alta intensidade, mesmo que de curta duração, podem causar inundações rápidas e resultar em
danos significativos à infraestrutura.

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•Descrição:
• A duração de um evento de precipitação se refere ao período pelo qual a chuva ocorre. Pode variar
de alguns minutos (como em pancadas de chuva) até vários dias (como em eventos de chuva
contínua ou monções).
• A duração influencia o volume total de água depositado e, em combinação com a intensidade, ajuda
a determinar o impacto potencial da chuva, seja na forma de inundações, recarga de aquíferos ou
suprimento de corpos d'água.

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•Descrição:
• A frequência da precipitação indica a regularidade com que um evento de chuva de certa intensidade e
duração ocorre. Por exemplo, um evento de chuva que tem uma chance de 1% de ocorrer em
qualquer ano é frequentemente chamado de evento de 100 anos.
• Compreender a frequência é vital para o planejamento urbano e o design de infraestruturas.
Engenheiros e planejadores urbanos usam essas informações para criar sistemas de drenagem,
barragens e outras estruturas.

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Padrões de Chuva:
•Descrição:
• Padrões de chuva descrevem a distribuição da precipitação ao longo de um evento ou período. Isso pode
se referir à variabilidade dentro de um único evento (por exemplo, uma chuva que começa leve, torna-se
intensa e depois diminui novamente) ou à variabilidade ao longo de estações ou anos.
• Os padrões de chuva influenciam a maneira como a água é gerenciada e utilizada. Por exemplo, em áreas
com estações chuvosas e secas distintas, a captação e armazenamento de água durante os períodos
chuvosos é crucial para garantir a disponibilidade durante os períodos secos.

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Precipitação na Engenharia Civil

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Avaliação de enchentes

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Planejamento hídrico

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Design de infraestrutura

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A equação da continuidade relaciona a velocidade de escoamento laminar de um fluido (em
que a velocidade do fluido em qualquer ponto fixo não muda com o tempo) com a área
disponível para o seu fluir. Observando a imagem abaixo, vemos um fluido ideal passando
por um tubo de calibre variável que possui uma área maior (A1) e outra menor (A2). Para
cada uma das áreas, o fluido possui uma velocidade. Representaremos como v1 a velocidade
na área maior e como v2 a velocidade da área menor.
Equação da continuidade

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Durante o intervalo de tempo considerado, o espaço percorrido pelo fluido pode ser dado, a
partir da equação da velocidade média, por Δs = v.Δt, em que v é a velocidade de
escoamento. Tomando as marcações acinzentadas da figura como os volumes ocupados
pelo fluido em movimento e sabendo que eles são iguais, temos:

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EXEMPLO: Um fluido escoa a 2 m/s em um tubo de área transversal
igual a 200 mm². Qual é a velocidade desse fluido ao sair pelo outro
lado do tubo, cuja área é de 100 mm²?

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EXEMPLO: Um fluido escoa a 2 m/s em um tubo de área transversal
igual a 200 mm². Qual é a velocidade desse fluido ao sair pelo outro
lado do tubo, cuja área é de 100 mm²?
A equação da continuidade é definida por meio da seguinte equação:
A1.v1 = A2.v2
200.2 = 100.v2
v2 = 400
100
v2 = 4 m/s
Portanto, a velocidade do fluido na saída do tubo é de 4 m/s.

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