Resumo e exercícios sobre "Balanço Hídrico" - Hidrologia

nós vamos fazer uma grau sobre essa questão do balanço hídrico faz um balanço hídrico nada mais é do que você conte ficar as entradas e as saídas de água dentro de uma bacia hidrográfica onde a principal forma de entrada de água na bacia é através da precipitação ou é a chuva ou neve entrada de água com precipitação definir isso e as saídas a gente considera a evapotranspiração e o escoamento porque o que precipita dentro de uma certa bacia hidrográfica lá no final daquele ponto que a gente chama de exutório aqui eu tenho um escoamento então por isso que essa uma das saídas consideradas é essa questão do escoamento bom então a equação para satisfazer o balanço hídrico vai ser nada por essa aqui ó onde esse delta ver aqui é a variação do volume de água armazenado dentro da bacia e nós vamos ir no próximo slide que para tempos longos a gente vai considerar que não tem uma variação de volume ou seja a quantidade de água que tá saindo da bacia é a mesma quantidade de água que está entrando porque eu tô considerando um longo período e o delta até é o intervalo que eu tô considerando a análise isso aí vai ser igual o p é a precipitação oi oi é a evapotranspiração e o que é esse meu escoamento é uma vazão de escoamento normalmente eu vou estar considerando isso a no ponto um escritório da bacia então o para longos intervalos de tempo eu vou considerar que aquela variação não existe então o que que vai acontecer se essa primeira parcela aqui é igual a zero eu posso pegar trazer o a precipitação para cá multiplicando pelo menos um ficar todo mundo positivo vai ser assim ó o que entra de água que a precipitação é igual ao que sai de água da bacia que é a evapotranspiração e o escoamento de nada mas é porque isso o que que tem que acontecer a gente tem que depois fazer um transformações de unidades para deixar todo mundo da mesma unidade de medida para poder fazer as contas bom e se eu quiser saber qual que é o escola o coeficiente de escoamento ou seja me dá uma noção do percentual de chuva que se transforma em escoamento esses com a mente vai ser dado por essa vazão aqui do escoamento que eu tenho dessa forma dividido pelo precipitação lá na área esse coeficiente de escoamento teoricamente tem valores entre 0 e 1 por ser um coeficiente de escoamento você tem que entrar com os valores na mesma unidade porque aí as unidades são canceladas e ficam número admensional então lá naquele vídeo que eu tinha passado para vocês tem esse exemplo aqui que nós vamos exercitar a questão de transformação de unidades então interessante hidrologia que você consegue transformar a praticamente qualquer unidade em qualquer coisa e desde que seja coerente então olha só em uma bacia nós temos uma vazão média de 340 metros cúbicos por segundo e uma bacia de 15 mil quilômetros quadrados corresponde ao escoamento anual de uma lâmina de água dada por como que eu vou fazer essa transformação porque quando vem fazer aquele meu balanço hídrico a precipitação lembra lembra quando a gente fala algo sobre a chuva você achou ver o tantos milímetros e não realmente quando você fala de precipitação média anual você vai lá e fala assim o numa determinada região a precipitação média anual é de 1500 mm a oi gente sabe que isso aí vai estar em milímetros por ano mas normalmente a gente só como vai falar costuma fala só um milímetros enquanto que aqui está dando aquela vazão que aquele que do escoamento tá me dando em metros cúbicos por segundo como que eu vou usar o como que eu vou chegar no milímetros por ano que é a unidade da precipitação para eu poder fazer o meu balanço hídrico para eu poder ver qual que é o escoamento o coeficiente de escoamento então para isso eu preciso da vazão e eu preciso também da área da bacia então o que que vai simbolizar quando eu falo essa vazão média de 340 metros cúbicos por segundo imagina que você tem aqui uma certa bacia hidrográfica essa vazão que tá aparecendo aqui quer dizer que por exemplo se eu é nesse ponto aqui que é o exutório da bacia se eu fosse medir a vazão nesse ponto ia me dar essa vazão de 340 metros cúbicos por segundo aqui então tudo que o precipitou nessa bacia aqui aqui eu tenho essa vazão de 340 metros cúbicos por segundo isso é que ela minha noção de escoamento bom então e esse 340 metros cúbicos é que tá chegando aqui mas eu tenho que imaginar que é o que precipitou um tu manda essa área aqui da bacia de 15 mil km quadrados então agora eu quero transformar e essa quantidade de água que tá que tem a que horas essa vazão por segundo esse método essa quantidade de água por segundo distribuído nessa área de 15 mil quilômetros quadrados eu quero chegar no valor de escoamento em milímetros por ano então eu quero deixar na mesma unidade da precipitação que é milímetros por ano para isso eu vou fazer o quê primeiro eu tô dividindo aquela vazão dos 340 metros cúbicos por segundo eu vou dividir pela área da minha bacia só que eu tenho aqui em metros cúbicos a bacia é 15 mil km quadrados no mínimo o que eu tenho que fazer a passar esse quilômetro quadrado para metro quadrado como é que eu faço eu vou multiplicar por mil ao quadrado 2 porque essa parcela aqui então eu tô dividindo aqui é de água que tá saindo aqui concentrado por segundo tô dividindo nessa área toda que da bacia então aquela vazão e metros cúbicos por segundo dividido pela área da bacia isso aqui vai sair em uma unidade de metros por segundo é mas ainda não é a unidade que eu quero para ficar gorda precipitação então eu vou pegar esse segundo aqui e vou transformar em ano então o segundo tá transformar ando que eu vou fazer um ano ele tem quantos segundos a cada dia então se você fizer cada minuto tem 60 segundos cada hora tem 60 minutos cada dia tem 24 horas você vai chegar no valor de que cada dia tem 86. 400 segundos bom então se quer consigo uns por dia mas o ano tem 365 dias então vou cancelar dicomdir quer dizer que um ano é igual a 86. 400 x365 segundos a hora se eu quiser saber quanto que é segundos em relação à ano eu pego que tá aqui multiplicando passei para lá dividindo então cada segundo é isso aqui diana ó então aqui nessa minha transformação do escoamento eu venho aqui ó onde está o segundo perceba que ele está dividindo tudo isso aqui eu venho aqui onde está o segundo e vou substituir por isso aqui ó eu não vou substituir por 365 vezes 86.

400 eu vou substituir por um / 365 vezes e aí nisso eu vou chegar já que tava aqui em metros por segundo eu consigo chegar numa altura de lâmina d'água em um metro por ano e aí de 1 metro por milímetros é fácil de fazer um bom então nós temos aqui esse primeiro exemplo que se a gente tivesse lá na sala de aula nós iríamos fazer na lusa então vamos deixar que resolução bom então a região da bacia hidrográfica do rio taquari recebe precipitações médias anuais de 1. 600 mm dó precipitação média anual 2016 milímetros não tá aparecendo aqui mas é por ano mas tá falando anual e nós temos um rio grande do sul ao local em que são medidas as vazões esse rio e uma análise de uma série de dados diários ao longo de 30 anos revela que a vazão média do rio e 340 metros cúbicos por segundo segunda menos um a mesma coisa está difícil por segundo considerando que a área da bacia 15 mil quilômetros quadrados por um acaso são os mesmos valores que a gente acabou de ver no slide anterior aí pergunta qual é a evapotranspiração média anual dessa bacia e qual é o coeficiente de escoamento de longo prazo ou seja nesses 30 anos que foram feitas as análises então basicamente o balanço hídrico é o quê a precipitação é igual a evapotranspiração e o escoamento um exercício já me falou o quê que é precipitação são aqueles 1. 600 mm por ano o escoamento que é que ele 340 metros cúbicos por segundo e eu quero encontrar evapotranspiração então quando você olha aqui seria só fazer o quê esse escoamento tá aqui você passava para lá subtraindo e beleza você já acha a evapotranspiração o problema é que nós temos que deixar todo mundo na mesma unidade não posso simplesmente pegar 340 metros cúbicos por segundo e jogar no 1.

600 milímetros por ano então a gente só tem que fazer essa transformação essa transformação aqui de escoamento exatamente o que estava lá no slide anterior bom então esse aqui é o meu problema que eu quero resolver o escoamento que tá em metros cúbicos por segundo eu quero passar para milímetros por ano ao cliente eu sou eu tô conseguindo fazer essa transformação de uma vazão que é um volume por tempo se transformar numa altura de lâmina a água por ano porque eu tenho a área da bacia porque aí eu tendo a área eu tenho uma dimensão ao quadrado lembra que eu vou pegar aquela área vou passar para metro quadrado aí eu consigo pegar esse médico que tá o cubo eu vou dividir por um metro que tá o quadrado que é referente à área e aí eu vou ter um metro por segundo depois eu faço a relação daquele metro para mim milímetros e o segundo para o ano então eu só consigo fazer isso porque eu tenho uma área onde eu estou distribuindo aquele escoamento que tava lá no lá no ponto de exutório eu tô pegando aquela vazão chega no escoamento eu tô distribuindo isso na área bom então é aquele lá que tava no celular de anterior ó a minha vazão em metros cúbicos por segundo vão dividir pela área em metros quadrados e o segundo eu tenho essa relação que eu mostrei no slide anterior na hora que vocês fizerem as contas então vai ser isso aqui dividido por isso aqui vai dar esse valor é pior que vai estar um metro por amo para c1071 48 mm por ano só que eu quero esse milímetros por ano aí ficou fácil mesmo um milímetro sossegado fez vezes mil resolveu vai ser 714 1,8 mm por ano agora sim eu posso ir lá na minha equação da do balanço hídrico eu tenho precipitação agora tem esse valor do escoamento risolo e acho a evapotranspiração então vai ficar o 1. 600 - escoamento que eu encontrei vai dar 885 ponto dois milímetros ou seja aquela área daquela bacia de 15 mil quilômetros quadrados e está evaporando por ano uma altura de 885 milímetros em cada metro quadrado daquela bacia tá certo e o item b que perguntava tu coeficiente de escoamento lá na forma tava falando que era o escoamento ou a vazão dividido pela precipitação só trouxemos valores aqui vai dar esse coeficiente aqui lembra que ele dá entre 0 e 1 a maior parte das vezes ele a próximo de e-mail como é um coeficiente ele não tem unidade de medida e esse outro exemplo o exercício que ficou para vocês para vocês se divertirem olha só considera-se para o dimensionamento de estruturas de abastecimento de água que um habitante de uma cidade consome cerca de 200 litros de água por dia então esse e costuma ser consumo médio per capta e qual é a área de captação de água de chuva necessário para abastecer uma casa de quatro pessoas em uma cidade com precipitação média anual de 1. 400 mm ou seja na área daquela bacia chove ou mal altura quantidade de chuva dá uma altura de 1.

400 mm e sem cada ano como falou que apresentação média anual não preciso colocar aqui barra mas a gente sabe que é milímetros por ano aí você vai considerar que a área de captação é totalmente impermeável então tá tendo nenhuma infiltração quero saber qual que é a área necessária então basicamente isso aqui ó aquela minha equação do balanço hídrico vai ficar à precipitação nesse caso o que precipita tem que ser igual ao que vai ser consumido nessa casa com as 4 pessoas a explicação o exemplo já me falou o exercício já me falou que é o 1. 400 mm por ano se eu quisesse me quanto que você que significa o lembra que a precipitação quando eu falo que precipita 1400mm ou quando a gente falou lá no começo do semestre ai por exemplo choveu 7mm hoje que isso quer dizer que em cada área de um metro por 1 metro ou seja em um metro quadrado choveu uma altura de lâmina d'água de 7mm que também a gente sabe que isso aí dá 7 litros por metro quadrado então sim está chovendo por ano 1400mm é mesma coisa eu falar que naquela bacia chove 1400 ele por metro quadrado é isso em cada um tá certo enquanto que o consumo quanto que essas pessoas vão precisar de água se cada pessoa consome 200 litros vezes quatro pessoas que vai ter na cara eu vou precisar de 800 litros por dia porque as pessoas consomem 200 litros por dia então por ano vai ser quando esses 800 litros que eu preciso de por dia vezes o número de dia do dias do ano que a 365 dias então eu consegui eu tive nesse calor de 292 mil litros por ano é o tanto de água que precisa para abastecer essa casa com 4 pessoas bom então sim eu preciso de tudo isso esse as 292 mil litros por ano e chove precipita 1. 400 litros por ano em cada metro quadrado como que vai ser a área que eu preciso esse consumo que que a família necessita os 292 mil litros de água por ano dividido pela quantidade de precipitação os 1.

400 litros por ano em cada metro quadrado a hora que eu resolvo isso aqui vai sair 200 de 8,57 metros quadrados então nessa condição de precipitação anual e não cai chutando nada no solo é uma área totalmente impermeável ou seja tudo que precipita vai virar escoamento e lá mas o toque essa bacia se eu colocar um ponto para captar essa água e ele precisa estar atendendo 200 de 8,57 metros quadrados da área da bacia o outro exemplo exercício que ficou lá para vocês resolverem é esse aqui em joão da bacia hidrográfica do rio forquilha no norte no rio grande do sul próximo à lagoa vermelha recebe precipitações médias anuais de 180 mm no município de sananduva ao local em que são medidas as vazões este rio e uma análise de uma série de dados diário ao longo de 11 anos revela que a vazão média do rio e 43. 1 metros cúbicos por segundo considerando que a área da bacia nice local é de 1604 km quadrados qual é a evapotranspiração média anual nesta bacia e qual é o coeficiente de escoamento de longo prazo é a mesma coisa daquele exemplo tava lá anteriormente só mudou a questão dos valores ó bom então essa é a minha canção do balanço hídrico só que está precipitando agora em 1. 800 mm por ano lá naquele ponto do rio onde fez a medida dos da vazão eu tenho então que eu que tá acontecendo escoamento na área da bacia que vai resultar numa vazão de 43.