Prof.Dr. Emerson Martins Arruda

GUAFonte e meio de vidaTransporte (sedimentos e matria orgnica)Utilizada em diversas atividades humanaAbastecimentoHigieneIrrigaoEnergiaVia de transportePescaIndustriaProduo de SalLazer

A gua como recurso natural fundamentalEscassez Secas EstiagensDesertificaoExcessoCheiasInundaesDegradaoPoluiocontaminao

A GUA NO PLANETAO planeta Terra pode ser considerado como um sistema global fechado, onde a circulao da gua se faz de forma contnua e fechada entre oceanos - atmosfera - continentes - oceanos.

Ciclo HidrolgicoO Ciclo Hidrolgico, conceito fundamental da Hidrologia, uma consequncia do Princpio de Conservao da gua, mas constitudo por uma cadeia de subsistemas abertos, porque h troca de massa e energia entre eles. As energias que alimentam o ciclo hidrolgico: solar e gravtica. As fases do ciclo hidrolgico e as suas componentes.

COMPONENTES DO CICLO HIDROLGICO

PrecipitaoInterceptaoInfiltraoReteno superficialDeteno superficialPercolao lnterfluxo Evaporao e transpiraoEscoamento superficial (enxurrada)

Precipitao

Fonte de gua que origina o ponto de partida para todas as anlise hidrolgicas de pequenas bacias hidrogrficas. Existe nas formas de CHUVA, GRANIZO E NEVE. As principais caractersticas pelas quais pode-se identificar uma chuva so: Quantidade ou volume total -mm ou m3Durao -minutos ou horasIntensidade-quantidade/tempo -mm.h-1

Interceptao vegetal

Refere-se coleta de chuva sobre a superfcie das plantas. Pode atingir at25% da precipitao anual total. Os fatores que mais influenciam na quantidade de gua interceptada so:Tipo de vegetaoDensidade da vegetaoEstgio de crescimentoEstao do anoVelocidade do vento

Infiltrao

Refere-se a entrada de gua pela superfcie do solo. Os fatores que afetam a infiltrao da gua no solo so: Tipo de solo Crosta superficialSelamento superficial Umidade do solo antes da chuvaDurao e intensidade da chuva

Reteno SuperficialRefere-se gua permanentemente retida nas depresses da superfcie do solo. Nunca faz parte do escoamento, podendo apenas infiltrar no solo ou evaporar. Os fatores que afetam so:Tipo de prtica cultural Tipo de equipamento de preparoEroso e caractersticas da superfcie do solo

Deteno Superficial

Refere-se gua temporariamente detida na superfcie do solo, a qual deve originar o escoamento. afetada por:Micro-relevo superficialVegetaoMacro-relevoTopografia geral da rea

Escoamento superficial

a parte da precipitao que escoa sobre o terreno. o componente do ciclo hidrolgico de maior interesse para a cincia conservacionista.O escoamento somente tem incio aps satisfeitas as demandas de INTERCEPTAO, RETENO, DETENO SUPERFICIAL e INFILTRAO

A precipitao (P) faz a transferncia de gua do ramo areo para o ramo terrestre do ciclo hidrolgico, constituindo o input (entrada) da gua nos sistemas naturais. ela que alimenta as outras componentes do ciclo hidrolgico.

Equao

A evapotranspirao o fenmeno resultante da transpirao das plantas e da evaporao do meio circundante. Ao calcular-se a gua perdida (output) numa regio revestida por vegetao, praticamente impossvel separar a transpirao da evaporao do solo, lagos e rios. Assim, em termos de balano hidrolgico, os dois processos devem ser considerados em conjunto, sob a designao de evapotranspirao.

Os fatores que influenciam a evapotranspiraoradiao solar (e todas as formas de energia que entram no ciclo hidrolgico), que por sua vez depende da latitude, estao do ano, hora do dia e nebulosidade; o calor armazenado pela massa de gua; as condies do vapor, que depende da temperatura do ar, presso atmosfrica e umidade; a velocidade do vento; a extenso da superfcie evaporante e a profundidade da massa de gua; a salinidade das guas; a natureza do solo; a vegetao.

A evapotranspirao real e a evapotranspirao potencialA evapotranspirao real (Etr) a quantidade de gua que, realmente, transferida (ou perdida) para a atmosfera. A evapotranspirao potencial (Etp) representa a perda mxima de gua possvel para a atmosfera, em condies ideais do solo estar amplamente abastecido em gua, a fim de permitir o desenvolvimento de uma cobertura uniforme de vegetao; ou seja, quando o solo atinge a sua capacidade de campo (quantidade de gua que o solo pode reter, em oposio fora da gravidade, quando h drenagem livre).

Balano HdricoEstas condies (s possveis nos perodos mais midos) propiciam o timo desenvolvimento da vegetao, sendo, por isso, a Etp um elemento informador das necessidades de gua das plantas. Assim, utiliza-se a diferena P-Etp quando, de uma maneira simplificada, se pretende averiguar se uma dada regio tem um balano hdrico positivo (P>Etp) ou negativo (P

Solo e SubstratoO solo constitudo por partculas minerais e substncias orgnicas que permitem o crescimento das plantas. O solo sobrepe-se, assim, ao subsolo (substrato geolgico) no devendo ser confundido com este. Por sua vez, a diferena entre a precipitao e a evapotranspirao real (Etr) corresponde quantidade de gua que alimenta a infiltrao profunda (I, que vai recarregar as reservas de gua subterrneas) e o escoamento superficial (Es); assim: P=Etr+I+Es. So estas 2 ltimas componentes do balano hidrolgico que definem o escoamento (subterrneo e superficial) e permitem avaliar as potencialidades hdricas naturais de uma dada regio ou recursos hdricos renovveis.

A infiltrao: movimento da gua no solo, marcado pela ao da gravidade e pelo potencial capilar. Quando a gua atinge a superfcie do solo definem-se:

a gua higroscpica ou pelicular (a que retida no solo por atrao molecular formando uma pelcula envolvente das partculas constituintes do solo);

a gua de capilaridade (a que retida no solo acima do nvel fretico devido ao da capilaridade, ou seja, a gua retida pela tenso superficial e pelas foras moleculares contra a ao da gravidade);

a gua de percolao ou gravitacional (a gua da zona no saturada que se move sob a influncia da gravidade desde a superfcie do solo at ao nvel fretico).

Dinmica da gua no SoloA gua que as plantas aproveitam a gua de capilaridade, enquanto a de percolao alimenta os aqferos. O escoamento superficial e subterrneo: a componente do ciclo hidrolgico mais importante para as atividades humanas.

Ciclo Hidrolgico e OceanosOs oceanos, pela sua constante disponibilidade em gua e pela enorme superfcie que ocupam, so os grandes fornecedores de vapor de gua atmosfera, dando-lhe mais gua do que a que dela recebem (PrecipitaoEvapotranspirao) devolvido aos oceanos atravs do escoamento, reequilibrando assim o balano hdrico dos oceanos.

Clculo do Balano HdricoDe uma forma simplificada, poderemos assim calcular o balano hdrico dos continentes: Precipitao (111) = Evapotranspirao (71) + Escoamento para os oceanos (40). No ciclo hidrolgico o volume de entradas e sadas de gua de cada um dos subsistemas muito diferente (figura 1). Os fluxos principais, pela quantidade de gua que movimentam, do-se entre os oceanos e a atmosfera (78% do total). A evaporao dos oceanos para a atmosfera o fluxo mais importante com cerca de 41% do total das transferncias de gua entre os diferentes subsistemas. A gua assim transferida para a atmosfera, no estado de vapor, depois transportada por esta, para diferentes reas geogrficas, atravs da sua circulao geral ou de circulaes regionais e locais.

Aspectos da PrecipitaoOs processos de condensao parcial do vapor de gua da atmosfera, em partculas slidas ou lquidas, levam sua consequente precipitao ou deposio superfcie. A precipitao pode ocorrer sob a forma de chuva, neve ou granizo; a deposio ocorre sob a forma de orvalho e geada. Se a precipitao ocorre sobre o oceano, o ciclo termina, pois a gua volta ao seu ponto de partida; mas se cai sobre os continentes, pode seguir quatro vias diferentes: ou se evapora, ou se infiltra, ou se escoa ou se acumula.

O caminho da ChuvaUma parte evapora-se imediatamente, entrando na fase precedente. Da parte que se infiltra, duas situaes podem ocorrer: ou alimenta as reservas de gua do solo, ou continua a infiltrar-se indo alimentar as reservas de gua subterrneas. A gua que penetra no solo pode-se evaporar mais tarde ou ser absorvida pelas plantas e libertar-se destas, atravs da evapotranspirao, entrando tambm na fase precedente. A gua que se infiltra mais profundamente, atingindo o subsolo (substrato geolgico), vai alimentar as rochas porosas e acumular-se nestas sob a forma de aqferos. Depois de um trajeto subterrneo, mais ou menos longo, atinge a superfcie, sob a forma de nascentes, podendo estas ocorrer acima ou abaixo do nvel do mar; no primeiro caso, entram na fase seguinte, no segundo caso, regressam primeira fase.

O escoamentoUma parte escoa-se superfcie, assim que ocorre a precipitao, sem penetrar no solo ou no subsolo, constituindo o escoamento direto e alimentando rios e ribeiras. Estes podem tambm ser alimentados pela gua resultante das nascentes, depois de ter feito o seu percurso subterrneo, constituindo o escoamento de base. Escoamento direto e escoamento de base constituem, assim, o escoamento fluvial, levando a gua a ingressar novamente na primeira fase do ciclo. Uma ltima parte pode acumular-se sob a forma de neve ou gelo formando as neves perptuas, os glaciares e os inlandsis. Contudo, durante o Vero, uma parte desta gua, resultante da fuso da neve ou do degelo vai alimentar o escoamento superficial, regressando, posteriormente, primeira fase do ciclo, ou evapora-se para a atmosfera.

Reservatrios naturais de guaOs oceanos so os grandes reservatrios de gua do Planeta, com cerca de 96,5% do volume total, seguindo-se os continentes com pouco mais de 3,4% e a atmosfera com 0,001% .

A gua doce uma pequena parcela do total da gua do Planeta: apenas 2,5%. Os continentes so os grandes reservatrios de gua doce do Planeta (99,9% do total; quadro 3).

O GeloUm outro aspecto importante o de que 69,6% da gua doce se encontra no estado slido (neve e gelo): quase toda na Antrtida (61,7%) e na Groenlndia (6,7%). O restante, encontra-se no permafrost (0,9%), no rtico (0,2%) e nas montanhas (0,1%), sob a forma de glaciares e neves perptuas. Se parcela de gua lquida se retirar a gua do solo e do biota resta uma pequena quantidade de gua doce disponvel, que , afinal, aquela da qual a Humanidade depende todos os dias, para beber, higiene, irrigao de terrenos agrcolas e atividades industriais. Essa pequena quantidade de gua (cerca de 30,4% do total de gua doce) encontra-se quase toda nos aqferos (30,1%), qual se tem acesso atravs de poos e furos de captao.

Noo de recursos hdricos. Os dois tipos de recursos hdricos: subterrneos (aqferos) e superficiais (rios e lagos).

Renovao de gua no PlanetaA renovao da gua da atmosfera, dos oceanos ou dos continentes e, dentro destes, dos aqferos, dos lagos, dos rios, etc. depende do stock de gua que contm e da entrada de gua que recebem. Essa renovao medida pelo Tempo de Residncia: Tr = S / Q Em que S o volume de gua armazenado no subsistema (atmosfera, lago, rio, etc.) e Q o volume de gua que sai numa determinada unidade de tempo. O tempo de residncia e, consequentemente, a renovao das reservas de gua dos diferentes reservatrios naturais onde ela se encontra, tem ritmos muito diferentes: desde alguns dias (como no caso da atmosfera) at s centenas de milhares de anos (no caso das calotes de gelo polares).

O problema da enorme variao do tempo de residncia das guas subterrneasO Tr das aqferos depende de vrios fatores, de entre os quais se destacam a recarga dos aqferos, a permeabilidade do substrato geolgico, a dimenso dos aqferos, a profundidade a que se encontram, etc.; no entanto, em termos mdios, a renovao da gua dos aqferos bastante mais lenta que a dos rios. As implicaes em caso de contaminao: os recursos hdricos subterrneos levam mais tempo a regenerar-se do que os rios. Nestes, a situao pode resolver-se em semanas ou meses, dependendo do volume de gua escoada, mas as reservas de gua subterrnea podero levar geraes para tornarem a ser utilizveis. A noo, segundo Pinto Peixoto (1989), de recursos hdricos renovveis (quando tm um tempo de residncia, nos diversos subsistemas, relativamente curto) e no renovveis (quando esse tempo da ordem das dcadas, sculos ou milnios).

Atmosfera e a distribuio de gua no PlanetaO papel decisivo da circulao atmosfrica no input de gua nos continentes. Noo de gua precipitvel: quantidade de gua, expressa em altura (mm) ou em massa (g/cm2), que poderia ser obtida se todo o vapor de gua contido numa coluna de atmosfera de seco de transversal horizontal unitria se condensasse e se precipitasse. A sua maior abundncia no Hemisfrio Sul, sobre os oceanos (excetuando a bacia do Amazonas, onde atinge o mximo absoluto) e o seu decrscimo do Equador para os plos. As zonas (subtropicais) de divergncia atmosfrica, principalmente sobre os oceanos, como as grandes fornecedoras de vapor de gua atmosfera (precipitao < evaporao). As zonas de convergncia atmosfrica - zona equatorial (C.I.T.) e latitudes mdias e elevadas (frente polar e depresses migratrias) -, como as grandes recebedoras de gua (precipitao > evaporao).

Regies de escassez e de abundncia de gua A disposio das grandes massas continentais no hemisfrio norte e a sua influncia no balano hdrico regional. Repartio espacial do escoamento nos diversos continentes e seus fatores. As regies arricas. A rede hidrogrfica, como o dispositivo natural nos continentes que permite dispor do excesso de gua, nas zonas onde predomina a convergncia atmosfrica. As (35) bacias de alimentao dos grandes rios (rea > 500.000 km2) e sua distribuio geogrfica pelos diversos continentes. As influncias climticas e da tectnica de placas nessa distribuio.

Balano Hdrico PositivoA distribuio espacial do escoamento anual nos diversos continentes, reflete a influncia da circulao atmosfrica global e a distribuio da precipitao anual. De fato, a maior abundncia de escoamento (>1000 mm anuais) ocorre nas regies afetadas mais intensamente pela CIT (zona de convergncia dos ventos alseos provenientes dos dois hemisfrios, que provoca a ascenso de massas de ar quentes e midas e a ocorrncia de chuvas convectivas abundantes) e nas latitudes mdias, atingidas pela frente polar (convergncia das massas de ar tropicais e polares, levando ocorrncia de chuvas frontais), especialmente nas fachadas dos continentes, mais afetadas pelas massas de ar ocenicas muito midas.

Balano Hdrico NegativoAs regies de maior escassez de escoamento (

Grandes bacias HidrogrficasNo quadro 6 esto representadas as maiores bacias hidrogrficas do Planeta (cuja rea superior ou igual a 1/2 milho de km2), num total de 35. De todas elas se destaca a bacia do Amazonas, com mais de 6 milhes de km2, cerca de 4,5 vezes maior do que a maior bacia hidrogrfica europia (Volga) e cerca de 67 vezes mais extensa do que Portugal. Dos 35 rios que drenam estas bacias, apenas 5 no desguam nos oceanos (Nilo, Chari, Volga, Danbio e Dniepre), mas em mares ou lagos. Dois destes cinco rios tm bacias totalmente endorricas: o Volga, que desgua no mar Cspio, no interior do continente europeu, e o Chari, que desgua no lago Chade, no interior do continente africano.

A especificidade do Oceano AtlnticoApesar de no ser o oceano mais extenso e de contratar com 4 continentes, tal como o Pacfico, ao Atlntico que vo desembocar um maior nmero destes grandes rios (12), contra apenas 7 no Pacfico. Esta situao, aparentemente anmala, deve-se ao fato dos grandes rios da Amrica do Sul desaguarem todos no Atlntico, porque a cordilheira montanhosa dos Andes, que bordeja, a oeste, todo o continente sul americano, funciona como barreira ao escoamento das grandes bacias para o Pacfico.

Bacias e ContinentesA sia, que o continente mais extenso, tambm o que possui o maior nmero de grandes bacias hidrogrficas (12). De fato, a quantidade de grandes bacias hidrogrficas que se repartem pelos vrios continentes depende, fundamentalmente, da rea de cada um, com duas excees: a frica, que o segundo maior continente, mas que ocupa a terceira posio, em nmero de grandes bacias, porque 1/3 do seu territrio ocupado por desertos, deles se destacando o Sara, que o maior deserto quente do mundo (abrange 30% do territrio africano); a Antrtida, por ser um continente gelado e a maior inlandsis do Planeta, no permitindo, por isso, no seu interior, a circulao da gua no estado lquido e a formao de bacias de drenagem.

As reas desrticas Os desertos (frios e quentes) so regies arricas, ou seja, no tm bacias hidrogrficas estruturadas, devido s fracas precipitaes e, no caso dos desertos arenosos, movimentao das dunas que acabam por cobrir os canais de drenagem formados quando das chuvas espordicas.

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