Balanço hídrico - Water balance

Balanço hídrico da bacia do Nilo

A lei do balanço hídrico afirma que as entradas para qualquer sistema ou área de água são iguais às suas saídas mais a mudança no armazenamento durante um intervalo de tempo. Em hidrologia , uma equação de balanço hídrico pode ser usada para descrever o fluxo de água dentro e fora de um sistema. Um sistema pode ser um de vários domínios hidrológicos ou de água, como uma coluna de solo , uma bacia de drenagem , uma área de irrigação ou uma cidade. O equilíbrio da água também pode se referir às maneiras pelas quais um organismo mantém a água em condições secas ou quentes. É frequentemente discutido em referência a plantas ou artrópodes, que têm uma variedade de mecanismos de retenção de água, incluindo um revestimento ceroso de lipídeo que tem permeabilidade limitada.

Equação para uma bacia

Balanço de água em uma bacia

Uma equação geral do balanço hídrico é:

P = R + ET + Δ S

Onde

P é precipitação
R é fluxo
ET é evapotranspiração
Δ S é a mudança no armazenamento (no solo ou na rocha / água subterrânea )

Esta equação usa os princípios de conservação de massa em um sistema fechado, em que qualquer água que entra em um sistema (via precipitação) deve ser transferida para evaporação, transpiração, escoamento superficial (eventualmente alcançando o canal e saindo na forma de descarga de rio) , ou armazenados no solo. Esta equação exige que o sistema seja fechado, e onde não está (por exemplo, quando o escoamento superficial contribui para uma bacia diferente), isso deve ser levado em consideração.

Amplos balanços hídricos são discutidos em hidrologia agrícola .

Um balanço hídrico pode ser usado para ajudar a gerenciar o abastecimento de água e prever onde pode haver escassez de água. Também é usado na irrigação , avaliação de escoamento (por exemplo, através do modelo RainOff ), controle de enchentes e controle de poluição . Além disso, é usado no projeto de sistemas de drenagem subterrânea que podem ser horizontais (ou seja, usando tubos, drenos de ladrilhos ou valas) ou verticais ( drenagem por poços ). Para estimar a necessidade de drenagem, o uso de um balanço hídrico hidrogeológico e um modelo de água subterrânea (por exemplo, SahysMod ) pode ser instrumental.

O balanço hídrico pode ser ilustrado usando um gráfico de balanço hídrico que traça os níveis de precipitação e evapotranspiração, frequentemente em uma escala mensal.

Vários modelos de balanço hídrico mensal foram desenvolvidos para diversas condições e propósitos. Modelos de balanço hídrico mensal foram estudados desde a década de 1940.

Balanço Hídrico de um Sistema

“Disponibilizar a água para seus diversos usos e usuários requer ferramentas e instituições para transformá-la de recurso natural em prestador de serviços”. Isso significa que existem dois tipos de sistemas de água: Sistema de Recursos Hídricos (WRS) e Sistema de Uso de Água (WUS).

Um WRS, como um rio, um aquífero ou um lago, deve obedecer ao equilíbrio da água. Por exemplo, o volume de água que entra em um aquífero deve ser igual à quantidade que o deixa mais sua variação no armazenamento. Sob vários fatores, como mudança climática , aumento populacional e má gestão, o armazenamento de água de muitos WRS está diminuindo, digamos, a cada década. Isso significa que o volume de água em um WRS diminuiu após uma década, ou seja, a entrada foi menor do que a saída durante esse intervalo de tempo.

Em geral, um WUS é uma construção de água de um usuário, como uma cidade, uma indústria, uma zona de irrigação ou uma região, e não uma área geográfica. O esquema de um WUS mostra as entradas e saídas. Para um WUS, a mudança no armazenamento é insignificante (em relação ao seu fluxo de entrada) em um intervalo de tempo adequado, portanto, o equilíbrio da água torna-se o fluxo de entrada igual ao fluxo de saída com nove Tipos de Caminho de Água (WPT):

Um esquema típico de um Sistema de Uso de Água (WUS) com seus nove tipos fixos de Caminho de Água

Claro, em vez de um rio, poderia ser um aquífero que fornece água a uma WUS como fonte principal. Vamos examinar brevemente um abastecimento de água urbano anual como um exemplo simplificado. Tem ET e PP insignificantes (WUS é uma rede encanada), tem alguma quantidade limitada de água subterrânea (OS), tem fluxo de retorno para a fonte principal (RF) depois de passar por uma Estação de Tratamento de Efluentes e o tipo RP tem várias Instâncias de caminho (WPI), como vazamento e água usada para irrigar zonas verdes. Considerando que a mudança anual no armazenamento de uma área urbana é desprezível, a equação do balanço hídrico torna-se

Modelos

Diversas medidas diagnósticas em hidrologia podem ser usadas para selecionar e avaliar o desempenho dos modelos de balanço hídrico.

Formulários

Tipos

Veja também

Referências

links externos