BALANÇO HÍDRICO APLICADO A HIDROLOGIA_01

Apresentação sobre o tema Balanço, abordando conceitos fundamentais, métodos de elaboração e exemplos práticos. O material foi desenvolvido para apoiar estudantes e profissionais na compreensão e aplicação do tema em exercícios e projetos.

1. 11
HIDROLOGIA APLICADA
Capítulo 2 – Balanço hídrico
UNIVERSIDADE APOLITÉCNICA - ISUTE
Curso de Engenharia Civil

2. 2
Balanço Hídrico

Balanço hídrico é a equação da continuidade aplicada
a uma certa região durante determinado período de
tempo e escrita em função das variáveis do ciclo
hidrológico
dt
ds
=O - I s = t O) - (I 
•Para um período longo
- variação média do armazenamento é nula
- entrada de água no domínio considerado tem de ser igual à
saidaaída de água

3. 3
Balanço hídrico do solo

4. 4
Significado das variáveis
P precipitação;
Q1, Q2 escoamento superficial que entra e sai da região;
G1, G2 escoamento subterrâneo que entra e sai da região;
E evaporação a partir de águas superficiais;
ET evaporação do solo e transpiração das plantas;
rso, raq água do solo e água subterrânea que reaparecem à superfície
(ressurgência);
I infiltração (no solo);
R recarga (percolação para os aquíferos);
P precipitação;
Q
1
, Q
2
escoamento superficial que entra e sai da região;
G
1
, G
2
escoamento subterrâneo que entra e sai da região;
E evaporação a partir de águas superficiais;
ET evaporação do solo e transpiração das plantas;
r
so
, r
aq
água do solo e água subterrânea que reaparecem à superfície
(ressurgência);
I infiltração (no solo);
R recarga (percolação para os aquíferos);
S
s
, S
so
, S
aq
retenção e detenção superficiais, armazenamento na
camada superficial do solo, armazenamento no aquífero (água
subterrânea)

5. 5
Balanço hídrico num domínio

Para toda a região da figura
(P + Q
1 + G
1) – (Q
2 + G
2 + E + ET) = ΔS
Sendo ΔS a variação total do armazenamento
Infiltração, recarga e ressurgência são processos
interiores ao domínio

Apenas para o aquífero
(G
1 + R) – (G
2 + r
aq) = ΔS
aq

6. 6
Balanço hídrico em bacias hidrográficas

Equação do balanço hídrico muito simplificada quando a
região considerada é a bacia hidrográfica e quando se
adoptem longos períodos de tempo (pelo menos um ano)

Numa bacia hidrográfica, não há, em condições naturais,
outra entrada de água além da precipitação e há uma única
saída de água por escoamento superficial
P - (Q
2 + E + T) = ΔS

Num longo período de tempo, a variação do volume
armazenado pode ser desprezada perante os valores
acumulados das outras variáveis
P - (Q
2 + E + T) = 0

7. 7
Dificuldades no balanço hídrico

Dificuldade: medir/estimar valores das variáveis
Precipitação é medida pontualmente e extrapolada para
toda a área envolvida
Difícil medir caudais em rios durante cheias
Maiores dificuldades associadas à medição ou estimação
dos valores de infiltração, recarga, escoamento
subterrâneo, evaporação, transpiração e volumes
armazenados no solo e em aquíferos

8. 8
Interesse do balanço hídrico

Utilizado para:
determinação do valor duma variável hidrológica quando
todas as restantes que entram no balanço são
conhecidas;
estimação do erro global cometido na medição ou
estimação das variáveis hidrológicas, quando todas as
que entram no balanço hídrico são conhecidas;
Dimensionamento e exploração de albufeiras;
avaliação das necessidades de rega
Modelos de simulação hidrológica

9. 9
Balanços hídricos dos continentes
Região Área (10
6
km
2
)
Precipitação
(km
3
/ano)
Evaporação
(km
3
/ano)
Escoamento
(km
3
/ano)
África 30,3 20780 16730 4050
América do Norte 20,8 13910 6020 7890
América do Sul 17,8 29355 17325 12030
Ásia 45,0 32690 19180 13510
Europa 9,8 7165 4265 2900
Oceania 8,7 6405 4000 2405
Antártida 16,3 2690 0 2690
TOTAL 148,7 112995 67520 45475

10. 10
Balanços hídricos dos continentes, valores
de P, E, Q em mm/ano
Região Área (10
6
km
2
) Precipitação Evaporação Escoamento
África 30,3 686 552 134
América do Norte 20,8 669 289 380
América do Sul 17,8 1 649 973 676
Ásia 45,0 726 426 300
Europa 9,8 731 435 296
Oceânia 8,7 736 460 276
Antártida 16,3 165 0 165
TOTAL 148,7 760 454 306

11. 11
Balanços hídricos dos oceanos
Oceano Área
(10
6
km
2
)
Precipitação
(km
3
/ano)
Evaporação
(km
3
/ano)
Escoamento
(km
3
/ano)
Transferência
entre oceanos
(km
3
/ano)
Atlântico 91,7 92700 124700 21100 -10900
Pacífico 178,7 260900 269800 14300 5400
Índico 76,2 100600 108200 6100 -1500
Ártico 14,7 2600 0 4400 7000
TOTAL 361,3 456800 502700 45900 0

12. 12

13. 13
Balanços hídricos de Moçambique
Região Área (1000 km
2
)Precipitação
(mm/ano)
Evaporação
(mm/ano)
Escoamento
(mm/ano)
Sul 190 590 570 20
Centro 84 1072 853 219
Zambeze 140 870 741 129
Centro-Norte 196 1218 1038 180
Norte 170 1050 912 148
TOTAL 780 950 822 128

14. 14
Balanços hídricos de Moçambique

No quadro anterior, não se incluem os escoamentos
afluentes dos países vizinhos, que têm grande importância

Escoamentos afluentes dos países vizinhos são actualmente
um pouco superiores ao escoamento total gerado no país,
mas tendem a diminuir no futuro

São mais importantes na região Sul e no Zambeze

15. 15
Ano Hidrológico

Considerar a ciclicidade anual

Ano civil (Jan-Dez) é inconveniente: corta a meio a mesma
época húmida

Ano hidrológico – inicia-se no fim da época de estiagem

Determinação – minimização do coeficiente de autocorrelação
anual dos escoamentos

Ano hidrológico em Moçambique – 1 de Outubro a 30 de
Setembro