Hidrologia: uma ciência em transformação II

Na semana passada classificamos os períodos de evolução da Hidrologia e discutimos o primeiro período onde se consolidou o conceito do ciclo hidrológico. A seguir apresentamos as fases seguintes mencionadas no texto da semana passada.

Início das Séries e quantificação de processos hidrológicos (até a primeira metade do século 20): O século 18 e 19 foram férteis na produção de métodos e medidas de processos específicos na hidráulica e mecânica dos fluidos, como a equação de Bernouilli para o cálculo de energia de fluidos; a equação do Método Racional para a vazão de pequenas bacias, que é ainda muito utilizada para drenagem urbana; equações de Saint Venant para escoamento dinâmico. No século 19 verificaram-se o início das medidas sistemáticas de níveis dos rios e precipitação. Nos Estados Unidos a coleta sistemática de precipitação iniciou em 1819 e as vazões em 1888. No Brasil existem poucas séries que iniciaram no século 19 como as precipitações de Curitiba, Porto Alegre (nível), Fortaleza (chuva), Ladário no rio Paraguai em 1900 (nível). No entanto, a série mais longa de marcas de inundações é de Blumenau desde 1852.
No século 20 observou-se o desenvolvimento de métodos e modelos relacionados aos processos hidrológicos, iniciando a hidrologia quantitativa como o conceito do hidrograma unitário apresentado por Leroy Sherman (1932), a equação de Robert Horton (1933) para infiltração, A equação de C. V. Theis (1935) para teste de vazão de poços e Ajuste de vazões máximas a distribuição de Gumbel, equação de Muskingun (nome do rio) para escoamento em rios em 1939. Eram formulações concentradas (variação no tempo, mas não no espaço) de processos específicos. A maior dificuldade era como processar grande quantidade de dados gerados pela hidrologia.

Projetos de Engenharia: (até a década de 90): Até a década de 50 os métodos representavam processos específicos de parte do ciclo hidrológico. Com a chegada do computador houve um desenvolvimento mais rápido da hidrologia para representar o conjunto dos processos hidrológicos por meio de modelos hidrológicos. Também houve maior desenvolvimento de técnicas matemática numérica e da estatística como as séries temporais. Estas ferramentas permitiram o desenvolvimento de modelos determinísticos e estocásticos de apoio ao planejamento e projeto na engenharia hidrológica como a extensão de séries de vazões e a geração estocástica de séries hidrológicas para dimensionamento de reservatórios (Fiering, 1966). Os primeiros modelos determinísticos foram o de Mero (Clarke, 1973) e SSARR (Rockwood, 1958), este último aplicado ao rio Columbia. A Hidrologia Estatística que teve impulso no começo do século vinte com o estudo de frequência de cheias evoluiu nos anos 60 com o uso de séries temporais para geração de séries estocásticas para dimensionamento de reservatórios. Esta fase poderia ser chamada de Engenharia, pois foi impulsionada por investimentos em infraestrutura de água. Estes projetos necessitavam de conhecimento hidrológico para dimensionamento de obras.
Esta fase somente foi possível devido a chegada do Computador que permitiu processar grande quantidade de dados hidrológicos. O computador revoluciona a capacidade de processamento e permite o desenvolvimento de métodos numéricos para os primeiros modelos hidrológicos que integram os diferentes processos hidrológicos por equações empíricas. Esta fase tem como princípio as séries estacionárias, ou seja, considera que as estatísticas da série não variam com o tempo para os projetos de engenharia.

Continua na próxima semana.

NOTÍCIAS: Veja abaixo o prêmio recebido pelos professores do IPH.
O artigo Coupled hydrologic-hydraulic modeling of the upper Paraguay River basin” dos autores Prof. J. M. Bravo; Prof. D. Allasia; Prof. A. R. Paz; Prof. W. Collischonn; Prof. C. E. M. Tucci recebeu do ASCE-EWRI Journal of Hydrologic Engineering o prêmio 2013 Best Case Study Award (Prêmio de melhor artigo sobre Estudo de Caso). ASCE American Society of Civil Engineers.

About Prof. PhD Carlos E. M. Tucci

Engenheiro civil, MSc, PhD, professor aposentado do IPH-UFRGS, sócio-fundador da Rhama Consultoria Ambiental. Autor de mais de 300 artigos científicos, livros, capítulos de livros. Experiência de mais de 40 anos na área, com atuação junto a empresas e entidades nacionais e internacionais como: Unesco, Banco Mundial, BID, ANEEL, ANA, Itaipu, entre outros. Premiado em 2011 pela International Association of Hydrological Sciences.

One Comment

  1. Tarlley Jr

    Dr. estou com dúvida a respeito da definição de “Diagrama Unifilar da Bacia Hidrográfica de um determinado rio”, necessito desta para atender a resolução conjunta ANA/ANEEL 03/2010.

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