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FACULDADE DE ENGENHARIA FACULDADE DE ENGENHARIA SÃO PAULOSÃO PAULO
CH1 - HidrologiaCH1 - Hidrologia
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Critério de avaliação:
Categoria 1
MF = 0,18*P1 + 0,22*P2 + 0,30*(S1+S2)
P1 = α.A1 + (1 – α).ME1
P2 = α.A2 + (1 – α).ME2
Material do curso:
www.fcth.br/usuarios/fesp
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Programação das aulas:
Primeiro semestre
Introdução à Hidrologia
Ciclo hidrológico
Bacias hidrográficas
Precipitação
Infiltração
Evapoptranspiração
Balanço hídrico
Escoamento superficial
Medição de vazão
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Segundo semestre
Previsão de enchentes (cálculo da vazão máxima)
- Método direto ou estatístico
- Método indireto: método racional e hidrograma unitário
Regularização (controle de estiagem)
Reservatórios
Amortecimento de cheias em reservatórios
Curva de permanência
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1 INTRODUÇÃO À HIDROLOGIA
Hidrologia é a ciência que trata da água da terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas relações com a vida.
Engenharia hidrológica é uma ciência aplicada. Ela usa princípios hidrológicos na solução de problemas de engenharia provenientes da exploração dos recursos hídricos.
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1.1 Importância da Hidrologia
O estudo hidrológico é fundamental para:
Dimensionamento de obras hidráulicas;
Aproveitamento de recursos hídricos;
- aproveitamentos hidroelétricos – 92% da energia produzida no país;
- abastecimento urbano – 75% da população do Brasil estão em áreas urbanas -problema de escolha do manancial;
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- irrigação estudo de evaporação e infiltração;
- navegação obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de canais navegáveis.
- drenagem estudo de precipitações, bacias de contribuição e nível d´água nos cursos d´água.
- regularização de cursos d´água estudo das variações de vazão.
Controle de inundações previsão de vazões máximas;
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Controle e previsão de estiagem
- estudo das vazões mínimas.
Controle de poluição
- vazões mínimas de cursos d´água e capacidade de reaeração.
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Dimensionamento de obras hidráulicas
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Aproveitamentos hidroelétricos
Princípio de geração de energia hidroelétrica
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Usina hidroelétrica de Caconde (Rio Pardo)
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Vertedor da Barragem de Taiaçupeba (Suzano)
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Canal de seção composta
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Bueiros sob estrada
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Abastecimento urbano
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Manancial – Reservatório de Billings
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Irrigação
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Navegação
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Drenagem / Controle de inundação
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Drenagem / Controle de inundação
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Controle de estiagem / construção de reservatórios
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Controle de poluição (vazão mínima do curso d´água e capacidade de reaeração)
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1.2 Disponibilidade Hídrica
Total de água no planeta............. 400 x 1015m3 (100%)Oceanos.................................... ...350 x 1015 (96,4%)Geleiras.......................................... 25 x 1015 (1,8%)Águas subterrâneas....................... 8.4 x 1015 (0,6%)Rios e lagos.................................... 0.2 x 1015 (0,01%)Atmosfera...................................... 0.01 x 1015 (0,0007%)
1.3 Importância da água
Elemento essencial à vida
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seres vivos: maior parte em peso é água (homem 67%); portanto, a disponibilidade de água condiciona a formação de biomassa.
Regulador térmico condiciona o clima
Produção de alimentos suprimento: natural e/ou irrigação animais e vegetais aquáticos
Essencial à saúde
- abastecimento doméstico- moléstias de veiculação hídrica
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Produção de energia- no Brasil: 50 x 106 kW instalados (90% hidroelétrica) 150 x 106 kW potenciais (a desenvolver)
Insumo industrial
- resfriamento - lavagem - processo produtivo - incorporação ao produto
Meio de transporte
- navegações, minerodutos - afastamento de dejetos (autodepuração)
Recreação, paisagismo
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Uso Doméstico
Água para beber
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Água para tomar banho
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Água para lavar roupa
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Água para higiene
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Insumo industrial
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Recreação
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Gerenciamento dos recursos hídricos
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2 CICLO HIDROLÓGICO
De uma maneira ou de outra, a água existe em toda parte.
Na atmosfera a água está presente em forma de vapor, nuvens e precipitação.
Sob a superfície da Terra ocorre em forma de cursos d´água e lagos.
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Maior porção de água do planeta está contida nos oceanos.
A evaporação na superfície dos oceanos é permanente.
A água evaporada dos oceanos tem os seguintes destinos:
a) condensa-se e precipita-se sobre os mesmos;
b) é levada pelos ventos para áreas continentais e precipita-se sob forma de chuva, granizo, neve ou condensa-se sob a forma de orvalho ou geada nas áreas de vegetação.
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Destino da água precipitada sob a forma de chuva:
a) uma parte transforma-se em vapor;
b) outra parte é interceptada pela vegetação, pelas construções e objetos e é parcialmente reevaporada;
c) outra parte escoa superficialmente até alcançar os cursos d´água, retornando aos oceanos.
d) outra parte infiltra-se pelo solo, onde:
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· uma parte é utilizada pela vegetação retornando à atmosfera pelo processo de transpiração;
· outra parte infiltra-se mais profundamente dando origem ao escoamento subterrâneo (lençol freático);
· uma pequena parte infiltra-se até grandes profundidades através das fendas das rochas (recarga de aquífero).
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O ciclo hidrológico pode ser representado pela chamada Equação do Balanço Hídrico, que em geral está associada a uma bacia hidrográfica. Essa equação é dada por:
P – EVT – Q = R
onde:
P – total precipitado sobre a bacia em forma de chuva, neve, etc., expressa em mm;
EVT – perdas por evapotranspiração, expressa em mm;
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Q – escoamento superficial que sai da bacia. É normalmente dado em vazão média ao longo do intervalo (por exemplo m3/s ao longo do ano);
R – variação de todos os armazenamentos, superficiais e subterrâneos. É expresso em m3 ou em mm.
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FimFim