Fundamentos da Hidrologia - Blog da Engenharia

Hidrologia é, em um sentido amplo, a ciência que se relaciona com a água. Como ela se relaciona com a ocorrência primária de água na Terra, é considerada uma ciência natural. Por razões práticas, no entanto, a hidrologia restringe-se a alguns de seus aspectos, por exemplo, ela não cobre todo o estudo sobre oceanos (oceanografia) e também não se preocupa com usos médicos da água (hidrologia médica).

O termo tem sido usado para denotar o estudo do ciclo da água ou ciclo hidrológico na Terra, enquanto que outros termos como hidrografia e hidrometria têm sido usados para denotar o estudo da água na superfície ou sua medição. No entanto, esses termos têm agora significados específicos:

  • Hidrologia se refere à ciência da água.
  • Hidrografia é a ciência que descreve as características físicas e as condições da água na superfície da Terra, principalmente as massas de água para navegação.

A hidrologia não é uma ciência inteiramente pura; ela tem muitas aplicações práticas. Para enfatizar-lhe a importância prática, o termo “hidrologia aplicada” tem sido comumente usado. Como numerosas aplicações dos conhecimentos em hidrologia ocorrem também no campo das engenharias hidráulica, sanitária, agrícola, de recursos hídricos e de outros ramos da engenharia, o termo “engenharia hidrológica” tem sido também empregado.

É uma disciplina considerada ampla, abrangendo grande parte do conhecimento humano. Geralmente, esta disciplina faz parte dos cursos de engenharia civil, engenharia hidráulica,engenharia sanitária,geografia, engenharia ambiental.

Algumas áreas em que a Hidrologia, foi subdividida são as seguintes:

  • Hidrometeorologia – é a parte da ciência que trata da água na atmosfera;
  • Limnologia – refere-se ao estudo dos lagos e reservatórios artificiais;
  • Potamologia ou Fluviologia – trata do estudo dos arroios e rios;
  • Glaciologia ou Criologia – é a área da ciência relacionada com a neve e o gelo na natureza;
  • Hidrogeologia – é o campo científico que trata das águas subterrâneas.

Campos de aplicações da Hidrologia

O aproveitamento dos recursos hídricos requer concepção, planejamento, projeto, construção e operação de meios para o domínio e a utilização das águas. Os problemas relativos aos recursos hídricos interessam a aquacultores, economistas, especialistas no campo das ciências políticas, geólogos, geógrafos, Engenheiros Agrimensores e Cartógrafos, engenheiros ambientais, engenheiros mecânicos eeletricistas, florestais químicos, biólogos, agrônomos, técnico em hidrologia (Hidrotécnicos) e outros especialistas em ciências sociais e naturais.

Cada projeto de aproveitamento hídrico supõe um conjunto específico de condições físicas, às quais deve ser condicionado, razão pela qual dificilmente podem ser aproveitados projetos padronizados que conduzam a soluções simples e estereotipadas. As condições específicas de cada projeto devem ser satisfeitas através da aplicação integrada dos conhecimentos fundamentais de várias disciplinas.

Fundamentos da Hidrologia – Campos de ação da geografia nos recursos hídricos

A água pode ter seu uso regulado para satisfazer a uma ampla gama de propósitos. A atenuação dos danos das enchentes, drenagem de terras, disposição de esgotos e projetos de bueiros são aplicações da Engenharia Hidráulica para o controle das águas, a fim de que não causem danos excessivos a propriedades, não tragam inconveniências ao público, ou perda de vidas. Abastecimento de água, irrigação, aproveitamento do potencial hidrelétrico e obras hidroviárias são exemplos do aproveitamento da água para fins úteis. A poluição prejudica a utilização da água e diminui seriamente o valor estético dos rios; portanto, o controle da poluição ou a manutenção da qualidade da água passou a ser um setor importante da engenharia sanitária ou de recursos hídricos.

Lista de campos de atuação da Hidrologia:

  • Gerenciamento de bacias
  • Inventário energético
  • Navegação
  • Irrigação
  • Geração de energia
  • Drenagem
  • Abastecimento de água
  • Controle de cheias
  • Controle de poluição
  • Controle de erosão
  • Recreação
  • Piscicultura
  • Reservatórios
  • Previsão hidrológica
  • Barragem

Fundamentos da Hidrologia – Quantidade de água

Quase todos os projetos de aproveitamento dependem da resposta à pergunta: com quanta água pode-se contar? Os projetos de um plano para controle de enchentes baseiam-se nos valores de pico do escoamento, ao passo que em plano que vise a utilização da água, o que importa é o volume escoado durante longos períodos detempo. As respostas a essa pergunta são encontradas pela aplicação da Hidrologia, ou seja, o estudo da ocorrência e distribuição das águas naturais no globo terrestre.

Todos os projetos são feitos para o futuro, e o projetista não pode ter certeza quanto às exatas condições a que estarão sujeitas as obras. Como o exato comportamento dos cursos de água nos anos futuros não pode ser previsto algo precisa ser dito acerca das variações prováveis da vazão, de modo que o projeto possa ser elaborado mediante a admissão de um risco calculado. Lança-se mão, então, de métodos de estimativa de probabilidades relativas aos eventos hidrológicos. Faz-se a utilização dessas probabilidades no estudo de problemas como exemplificados na lista do tópico anterior. O estudo probabilístico requer como condição prévia a coleta de dados da natureza, na forma de séries históricas. A avaliação de eventos raros requer o estudo de uma função de distribuição de probabilidades que represente o fenômeno. Problemas de reservação de água em barragens requer que se tracem considerações acerca das seqüências de vazões nos cursos d’água que somente séries de dados muito extensas podem fornecer.

Poucos projetos são executados exatamente nas seções onde se fizeram medidas de vazão. Muitas obras são construídas em rios nos quais nunca se mediu vazão. Três métodos alternativos têm sido usados para calcular a vazão na ausência de registros. O primeiro método utiliza fórmulas empíricas, que transformam valores de precipitação em vazão, considerando as características hidrográficas dabacia de contribuição. Uma segunda possibilidade é analisar a série de precipitações (chuvas) e calcular as vazões através da aplicação dos modelos computacionais que simulam o comportamento hidrológico da bacia. A terceira alternativa consiste em estimar as vazões a partir de registros obtidos em postos próximos de outra bacia. As bacias devem ser muito semelhantes para se estabelecer uma correlação aceitável entre ambas.

Os sistemas de abastecimento de água, de irrigação, ou hidroelétricos que contassem somente com as águas captadas diretamente dos cursos d’água, sem nenhuma regularização, não seriam capazes de satisfazer a demanda de seus usuários durante as estiagens, sobretudo se forem intensas. Muitos rios, apesar de em certas épocas do ano terem pouca ou nenhuma água, transformam-se em correntes caudalosas durante e após chuvas intensas, constituindo-se em flagelo no tocante às atividades ao longo de suas margens. A principal função de um reservatório é a de ser um regulador ou volante, visando a regularização das vazões dos cursos d’água ou atendendo às variações de demanda dos usuários.

As diferentes técnicas para a obtenção dos parâmetros a serem utilizados para o planejamento, projeto ou operação dos sistemas de recursos hídricos podem ter seu uso feito isolada ou conjuntamente. Isso se dará, em função da quantidade de dados hidrológicos disponíveis, dos recursos de tempo e financeiros alocados, da importância da obra e dos estágios do estudo (projeto em nível básico, técnico ou executivo).

Bibliografia

  • Garcez, Lucas N. – Hidrologia – Ed. Edgard Blucher – SãoPaulo, 1970.
  • Chow, Ven T. – Handbook of Applied Hydrology.
  • Wisler, O. C.; Brater, E. F. – Hidrologia.
  • Braga, Benedito P.F.; Conejo, J.G.L. – Balanço Hídrico no Estado de São Paulo.
  • Hjelmfelt, A. T. – Hydrology for Engineers and Planners.
  • Ward, R. C. – Principles of Hydrology.
  • Baumgarter, A. – The World Water Balance, 1975.
  • Boletins Técnicos DAEE.
  • Lencastre, Armando – Lições de Hidrologia – Lisboa, 1990.
Eduardo Cavalcanti
Autor

Engenheiro Civil de formação, empresário, e atua em diversos mercados. É aficcionado por tecnologia e está sempre em algum lugar diferente do mundo (sim, viajar está entre seus maiores hobbies). Já teve uma época em que não conseguia dormir sem assistir a um episódio do Netflix. Hoje, com o empreendedorismo pulsando em suas veias, usa praticamente todo o seu tempo livre consumindo conteúdos relacionados à cases de sucesso e ao mercado financeiro.

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