CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA ENGENHARIA AMBIENTAL
Por: Luiz Miguel Ramos • 23/9/2020 • Pesquisas Acadêmicas • 1.549 Palavras (7 Páginas) • 190 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
ENGENHARIA AMBIENTAL
Carlos Kenzo Yoshitake Pinto R.A: 744169
Dheosmani Sandro Marmo dos Santos Pereira R.A: 744172
ATIVIDADE PRÁTICA 2 – BALANÇO HÍDRICO
Professor: Jorge Panjola
Mesoconteúdo: Hidrologia e Drenagem
Eixo: ERN3
Buri – SP
2019
- Introdução
A Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) é o documento norteador para a administração das Bacias Hidrográficas no país desde a sua criação, no final dos anos 90. Entretanto, inúmeras pesquisas já haviam utilizado conceitos a respeito de Bacias Hidrográficas antes deste período (SCHIAVETTI; CAMARGO, 2002).
A bacia hidrográfica é uma região de captação natural da água de precipitação da chuva que destina os escoamentos para um único ponto de saída, no qual é chamado de exutório. Uma bacia hidrográfica é composta por uma união de superfícies vertentes formadas pela superfície do solo e de uma rede de drenagem composta pelos cursos da água que confluem até chegar a um leito único no ponto de saída (FINKLER, 2012).
Para assegurar o abastecimento das zonas urbanas e rurais nas quais a bacia está inserida, é necessário estudar as suas características fisiológicas, tendo para isso diversas metodologias, sendo uma dessas o balanço hídrico.
Por definição, entende-se como balanço hídrico o computo das entradas e saídas de água de um determinado sistema. Diversas escalas espaciais podem ser consideradas para se contabilizar o balanço hídrico. Na escala macro, o “balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológico”, cuja resultado nos fornecerá a água disponível no sistema (no solo, rios, lagos, vegetação
úmida e oceanos), ou seja na biosfera (SENTELHAS; ANGELOCCI, 2012).
A principal entrada de água no sistema da bacia é pela precipitação, e a principal saída é a evapotranspiração, sendo o saldo restante da subtração destes 2 valores o acúmulo.
- Objetivo
O objetivo deste trabalho constituiu-se na realização de cálculos e simulação por software do balanço hídrico de determinadas localidades em períodos distintos, para averiguar se a oferta e demanda atendiam as necessidades da população em questão.
- Materiais e métodos
- Materiais
Para o estudo das áreas estipuladas em sala de aula, utilizou-se dos programas plataforma Excel na questão 1, do programa AutoCAD para fazer o croqui da bacia hipotética, e do software thorm, utilizado na questão 2 para gerar os gráficos necessários a título de comparação.
- Métodos
- Questão 1
Delineamento Experimental
Através do auxílio da plataforma Excel, foi possível calcular-se os valores de volume precipitado (m³), volume evaporado (m³), volume escoado (m³), volume de abastecimento para a população (m³), volume de irrigação (m³), demanda total (m³) e o atendimento a demanda (m³), com os valores correspondentes ao grupo 6, apresentados na tabela em sala de aula.
Delineamento matemático
Segundo o balanço hídrico, uma equação que diz a respeito da disponibilidade de água mediante aos fatores de entrada e saída desta. A sua equação geral é expressa na forma de:
[pic 1]
Onde:
= Volume armazenado[pic 2]
= Tempo decorrido[pic 3]
= Precipitação[pic 4]
= Evapotranspiração[pic 5]
= Escoamento[pic 6]
Com exceção do “”, todas as variáveis a cima são medidas de volume, portanto podem ser trabalhadas em qualquer unidade de medida desde que sejam utilizadas a mesma para todas e estas representem valores numéricos para os “volumes” de água envolvidos. Exemplos: Litros (L), milímetros cúbicos (mm³), metros cúbicos (m³), etc.[pic 7]
No exercício proposto considerou-se que todo o volume precipitado não infiltraria no solo e nem seria armazenado por este, portanto a variação de volume armazenado ao decorrer do tempo considerou-se como 0. Portanto a equação é simplificada para:
[pic 8]
Só para simplificar o balanço, o balanço foi trocado pelas seguintes variáveis:
P = (Volume de água precipitado)[pic 9]
E = (Volume de água evapotranspirado)[pic 10]
Q = (Volume escoado)[pic 11]
Reorganizando:
[pic 12]
O dado de precipitação anual que foi fornecido é uma média de mm/ano. Por convenção, todas as unidades que foram fornecidas foram convertidas para metro através da multiplicação da unidade de mm, por 1000. A unidade de tempo não houve necessidade de se converter pois o estudo tem como objetivo um averiguar o balanço hídrico anual.
Para quantificar o volume de água precipitado utilizou-se da simples equação:
[pic 13]
Em que:
= Área da bacia (m²)[pic 14]
= Taxa de precipitação (m/ano)[pic 15]
Já para o cálculo de volume de água evapotranspirado, utilizou-se da equação a seguir em razão das unidades de medidas fornecidas que relacionam o volume evaporado por área.
[pic 16]
= Taxa de evapotranspiração anual (m³/m².ano)[pic 17]
Para averiguar se a demanda de água de toda a bacia (cidade + agricultura) não excederá a oferta de água que esta disponibiliza, faz se uma simples comparação entre toda a água disponível e todo o uso consultivo da mesma (toda oferta de água disponível é oriunda da precipitação). Portanto denota-se:
[pic 18]
= Balanço hídrico[pic 19]
= Volume total precipitado (m³)[pic 20]
= Volume evapotranspirado (m³)[pic 21]
= Demanda total (m³)[pic 22]
A equação a cima também pode ser escrita da forma:
[pic 23]
Já que [pic 24]
Em que é a soma das demandas da cidade e agricultura.[pic 25]
[pic 26]
Utilizando-se dos dados fornecidos pela coluna 6 da tabela, é possível calcular os volumes de água demandados. Os dados fornecidos pela tabela consistem pela numero de habitantes da cidade e o consumo diário de cada um deles, porém por se tratar de um estudo anual, é necessário multiplicar o resultado final por 365, que consiste no número de dias em 1 ano.
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