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Hidrologia: O que é cobrado em concursos de engenharia civil
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Assunto bem cobrado e recorrente em concursos de engenharia civil, contudo, geralmente são abordados conteúdos mais teóricos e de metodologia simples.
Neste post, veremos o que foi mais cobrado até agora em diversas provas de engenharia civil. Primeiro saiba que Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas e sua relação com o meio ambiente, incluindo sua relação com a vida.
Para fins de concursos de engenharia civil, a hidrologia é aplicada a diferentes problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, Preservação do meio ambiente e ocupação da bacia hidrográfica, tais como planejamento e gerenciamento da bacia hidrográfica (planejamento e controle do uso dos recursos naturais); abastecimento de Água; Drenagem Urbana; Controle de Erosão; Controle da Poluição e Qualidade da Água (tratamento dos despejos domésticos e industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola); Irrigação, etc..
1. O Ciclo da Água
É a troca de água nos seus diferentes estados físicos, que ocorre na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotes de gelo, as águas superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera). Este movimento permanente deve-se ao Sol, que fornece a energia para elevar a água da superfície terrestre para a atmosfera (evaporação), e à gravidade, que faz com que a água condensada se caia (precipitação) e que, uma vez na superfície, circule através de linhas de água que se reúnem em rios até atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se infiltre nos solos e nas rochas, através dos seus poros, fissuras e fraturas (escoamento subterrâneo). No caso da evapotranspiração parte da água que não é precipitada alcança a superfície terrestre, e se infiltra no solo, sujeita a evaporação direta para a atmosfera e é absorvida pela vegetação, que através da transpiração, a devolve à atmosfera. Este processo ocorre no topo da zona não saturada, ou seja, na zona onde os espaços entre as partículas de solo contêm tanto ar como água.
2. BACIA HIDROGRÁFICA ou BACIAS DE DRENAGEM
É área definida topograficamente, drenada por um curso d’água ou por um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda a vazão efluente seja descarregada por uma simples saída. Vejamos alguns detalhes
*Note que o divisor de águas (linha tracejada) acompanha os pontos com maior altitude (curvas de nível de maior valor).
Algumas características físicas de uma bacia hidrográfica a considerar
Área de drenagem
Forma da bacia
declividade da bacia
altitude da bacia.
3. PRECIPITAÇÃO
Entende-se por precipitação a água proveniente do vapor de água da atmosfera depositada na superfície terrestre sob qualquer forma: chuva, granizo, neblina, neve, orvalho ou geada. Os tipos de precipitações mais cobradas são:
3.1 Precipitações ciclônicas
Estão associadas com o movimento de massas de ar de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. Essas diferenças de pressões são causadas por aquecimento desigual da superfície terrestre. As precipitações ciclônicas são de longa duração e apresentam intensidades de baixa a moderada, espalhando-se por grandes áreas. Por isso são importantes, principalmente no desenvolvimento e manejo de projetos em grandes bacias hidrográficas. Podem ser classificadas como frontal ou não frontal.
Frontal: tipo mais comum, resulta da ascensão do ar quente sobre o ar frio na zona de contato entre duas massas de ar de características diferentes. Se a massa de ar se move de tal forma que o ar frio é substituído por ar mais quente, a frente é conhecida como frente quente, e se por outro lado, o ar quente é substituído por ar frio, a frente é fria.
Não Frontal: é resultado de uma baixa barométrica, neste caso o ar é elevado em consequência de uma convergência horizontal em áreas de baixa pressão.
3.2 Precipitações Convectivas
São típicas das regiões tropicais. O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em equilíbrio instável. Se esse equilíbrio, por qualquer motivo (vento, superaquecimento), for quebrado, provoca uma ascensão brusca e violenta do ar menos denso, capaz de atingir grandes altitudes. As precipitações convectivas são de grande intensidade e curta duração, concentradas em pequenas áreas (chuvas de verão).
3.3 Precipitações Orográficas
Resultam da ascensão mecânica de correntes de ar úmido horizontal sobre barreiras naturais, tais como montanhas .
Vejamos uma figura para entender melhor
* Quero falar com vocês também de alguns parâmetros que são usados para medir as precipitações: Altura da precipitação; Duração; Intensidade;
4. INFILTRAÇÃO
É a quantidade máxima de água que pode infiltrar no solo, em um dado intervalo de tempo, sendo expresso geralmente em mm.h-1. A infiltração é um processo que depende, em maior ou menor grau, de diversos fatores, dentre os quais destacam-se:
Condição da superfície
Tipo e condição de solo
Umidade inicial do solo:
Carga hidráulica
Temperatura
Presença de fendas, rachaduras e canais biológicos
Compactação do solo
Cobertura vegetal
5. ESCOAMENTO SUPERFICIAL - (MUITO COBRADO)
Trata da ocorrência e transporte da água na superfície terrestre. O escoamento superficial abrange desde o excesso de precipitação que ocorre logo após uma chuva intensa e se desloca livremente pela superfície do terreno, até o escoamento de um rio, que pode ser alimentado tanto pelo excesso de precipitação como pelas águas subterrâneas.
5.1 Grandezas que Caracterizam o Escoamento Superficial
vazão média diária: É a média aritmética das vazões ocorridas durante o dia
vazão específica: É a vazão por unidade de área da bacia hidrográfica;
Coeficiente de Escoamento Superficial (C): Conhecido também como coeficiente runoff ou coeficiente de deflúvio é definido como a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água precipitado.
Tempo de Concentração (tc): Tempo gasto para que toda a bacia contribua para o escoamento superficial na seção considerada.
Tempo de Recorrência (T): É o período de tempo médio em que um determinado evento (neste caso, vazão) é igualado ou superado pelo menos uma vez (período de retorno de 10 anos).
Lembre-se de que tem alguns fatores que influenciam no escoamento, sendo eles:
a) De natureza climática: Relacionados à precipitação, intensidade e duração
b) Fatores fisiográficos: Área, forma, permeabilidade, capacidade de infiltraçãoe topografia da bacia
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