Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico

Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental Laboratório de Hidrologia

Grupo de Estudo de Bacias Hidrográficas

Aprender Hidrologia para Prevenção de Desastres Naturais

Prof. Masato Kobiyama (Coordenador) Thamara Vieira da Rocha (bolsista)

Henrique Lucini Rocha (colaborador) Joana Nery Giglio (colaboradora)

Mariana Harumi Imai (colaboradora) Nayara Cristina dos Santos (colaboradora)

1. PLANETA TERRA OU PLANETA ÁGUA? Como podemos observar na Figura 1 nosso planeta é azul, pois assim como nosso

corpo, que é formado por mais da metade de água (cerca de 70%), a Terra é também formada por 2/3 da sua superfície de água.

De toda a água na Terra (Tabela 1),

97,50% é água dos oceanos, 1,979% se encontra em geleiras, 0,514% fica escondida no interior da Terra (aqüíferos), 0,006% formam rios e lagos e 0,001% está na atmosfera.

Apesar de haver tanta água no mundo, você pôde observar que a maior parte da água é salgada, dos oceanos, e por isso sobra pouca água doce. Da água doce que existe, parte se encontra em locais de difícil acesso (geleiras e aqüíferos) e somente 0,007% do total é disponível para consumo humano.

A água é, portanto, um bem escasso que por ser essencial à vida não pode ser desperdiçado.

Para entender a importância desse bem e como ele influencia a natureza precisamos conhecer um pouco de hidrologia.

2. HIDROLOGIA

⇒ O que é Hidrologia?

Hidrologia é a ciência que estuda a água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e sua relação com o meio ambiente, incluindo sua relação com as formas vivas.

⇒ Qual a importância da Hidrologia?

Por ser justamente a ciência que estuda a água! Você já imaginou como seria viver

sem água? Impossível! Entender o que acontece com a água no nosso planeta é essencial para a agricultura,

para a indústria e para a vida das pessoas. Por exemplo, conhecendo a hidrologia é possível

Figura 1 - Planeta água (Fonte: CESAN)

Tabela 1 - Distribuição de Água no Planeta

Oceano 97,50%

Geleiras 1,979%

Aqüíferos 0,514%

Rios e Lagos 0,006%

Atmosfera 0,001%

entender fenômenos como enchentes e deslizamentos, e com isso, prevenir os desastres naturais, diminuindo seus impactos sobre a população.

Nos capítulos a seguir você aprenderá um pouco sobre os estudos da Hidrologia. 2.1 ÁGUA

A água é a substância mais abundante nos seres vivos. É constituída de duas partes do gás Hidrogênio (H) e uma parte do gás Oxigênio (O), por isso, sua fórmula é representada por H2O. Ela regula o clima do planeta e dissolve inúmeras substâncias.

A água potável é inodora (sem cheiro), incolor (sem cor) e insípida (sem sabor), e pode se apresentar nos estados sólido, líquido e gasoso. Para passar do estado sólido, gelo, para o estado líquido e depois gasoso, precisa aumentar de temperatura ou diminuir a pressão. Já para fazer o caminho inverso, precisa resfriar.

Uma característica importante da água é a sua densidade.

Quando a água esfria, ao invés de ficar mais densa (mais pesada), como todas as outras substâncias, ela fica menos densa, ou seja, mais leve. Você pode experimentar colocando gelo em um copo com água e verificar que ele flutua sobre a água. Essa característica é muito importante, pois, quando a temperatura é baixa em um rio, lago, ou oceano a água começa a esfriar, e assim, sobe e fica na superfície congelada. Portanto, a água com temperaturas um pouco mais elevadas fica abaixo da camada de gelo, sendo bom para os seres vivos, como os peixes.

Figura 2 - Gelo na superfície da água.

Finalidades da água:

� Abastecimento doméstico; � Abastecimento industrial; � Irrigação; � Preservação da flora e da fauna; � Recreação e lazer; � Geração de energia elétrica; � Navegação.

Figura 3 - Roda d’água – Rio Negrinho

2.2 CICLO DA ÁGUA

O ciclo da água é o caminho que ela percorre (Figura 4). Você sabe como ocorre o

ciclo da água no nosso planeta?

Figura 4 – Ciclo da água (Fonte: TV Cultura)

1. Primeiro, encontramos a água na superfície dos rios, lagos e mares na forma líquida. 2. O Sol aquece á água. Uma parte da água vira vapor (isso é chamado evaporação da

água), e sobe para a atmosfera. As gotinhas de água se juntam e formam as nuvens.

3. Quando as nuvens ficam muito pesadas, caem sobre a terra em forma de chuva. Uma parte da água da chuva volta para os rios, mares e lagos. Outra parte dessa água também infiltra no solo. Assim, o ciclo recomeça. A parcela da água que se infiltra vai dar origem à água subterrânea que abastece rios e lagos.

2.3 BACIA HIDROGRÁFICA Rio é uma corrente natural de água que desemboca no mar, num lago ou até em

outro rio, e afluente é chamado o rio menor que despeja água em um rio principal. Uma bacia hidrográfica é um conjunto de terras drenadas por um rio principal e seus

afluentes, que compõem uma rede fluvial, e também encostas.

Figura 6 - Rio Itajaí-Açu

Figura 5 - Bacia Hidrográfica

2.4 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DOS RECURSOS HÍDRICOS

Circulação: Como já vimos, a água está em constante movimento sob diferentes estados, formando um ciclo, e assim está em constante renovação, compondo rios, lagos, chuvas, nuvens, oceanos, neve, etc, ao mesmo tempo em que é consumida pelos seres vivos.

A água é um recurso natural renovável, ao contrário de recursos que vão se esgotando à medida que são consumidos, a exemplo de minerais e do petróleo.

Variação na distribuição espacial: A concentração da água no planeta Terra não é

de forma uniforme, ou seja, há regiões, países, que possuem mais ou menos água que outros, de acordo com seu clima, vegetação e características próprias do local.

O Brasil, por exemplo, é um país que possui bastante água na forma de rios. Grande parte do nosso clima é tropical, e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo, como o Egito, onde tem pouca água e chove bem pouco. A Figura 7 representa esta variação espacial na região do município de Rio Negrinho. Nesta figura, isoietas são linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitação.

Doutor Pedrinho

José Boiteux

Rio dos Cedros

Corupá

São Bento do Sul

Mafra

Itaiópolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

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Localização das Estações Pluviométricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisão Política dos MunicípiosLegenda:

IsoerosividadeMunicípio de Rio Negrinho

e Vizinhança

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Figura 7 - Mapa com isoietas traçadas.

Variação na distribuição temporal: De acordo com a época do ano há também variação na quantidade de água, há meses em que chove mais do que outros.

No município de Rio Negrinho, Santa Catarina, nos meses de abril e agosto chove pouco, já nos meses de junho e julho ocorre muita chuva, como podemos observar no gráfico a seguir (Figura 8).

Figura 8 - Comportamento mensal da precipitação (chuva) e vazão (quantidade de água que

corre pelos rios), para a região de Rio Negrinho – SC.

3. DESASTRES NATURAIS

Inundação, deslizamento, estiagem, etc, são fenômenos naturais, observados com freqüência na natureza. Quando estes fenômenos ocorrem em locais onde o ser humano atua, como, por exemplo, em cidades, próximo a vilas ou casas, eles provocam danos materiais e humanos à sociedade. Neste caso são tratados como desastres naturais.

Estes desastres, que afetam as atividades humanas, vêm aumentando ao longo da história. Isso acontece pelo mau planejamento e utilização das bacias hidrográficas pelo homem, principalmente pelo desmatamento e crescimento desordenado das cidades.

Além disso, o aquecimento global aumenta a freqüência e a intensidade de eventos de chuva, contribuindo no aumento da incidência de desastres naturais.

São exemplos de desastres naturais: inundações, deslizamentos (ou escorregamentos), estiagem, erupções vulcânicas, furacões, vendavais, granizo, incêndio florestal, terremotos, raios, e tempestades. A Figura 9 mostra alguns exemplos.

Figura 9 – Desastres naturais. (a) Inundação em Blumenau; (b) Deslizamento no Brasil; (c)

Estiagem no RS; (d) Furacão Catarina.

Veja a seguir, um exemplo de desastre natural ocorrido em nosso Estado, na cidade de Rio Negrinho, noticiado em Jornal.

Rio Negrinho decreta situação de emergência

“(...)Bastou poucos minutos para que um vendaval de 100km/h

acompanhado de chuva de granizo provocasse estragos em toda

área urbana da cidade. Sem energia elétrica e telefone, as

primeiras horas foram de pânico e drama para muitas famílias,

principalmente da região de Vista Alegre e Jardim Hantschel.”

Fonte: Jornal A Gazeta 18/09/2006 – O diário da região.

Dentre os desastres naturais citados anteriormente, destacamos os dois mais

freqüentes no Estado de Santa Catarina: 3.1 INUNDAÇÃO

(b)

(d)

(c)

(a)

Inundação é o resultado de uma grande

quantidade de chuva que não foi suficientemente absorvida por rios e outras formas de escoamento, causando transbordamentos.

A situação é pior nas cidades, porque os prédios, casas e o asfalto cobrem as terras antes cobertas por vegetações. As vegetações seguravam a água no solo e também absorviam parte da chuva. Isso tudo impede que a água infiltre no solo, a chamada "impermeabilização do solo".

O lixo jogado nas ruas também contribui para as inundações, porque entope os bueiros evitando que a chuva escoe pelas redes pluviais. Quando isso acontece, as pessoas correm mais risco de pegar doenças, já que essas águas inundam e carregam esses lixos para as ruas e casas, junto com inúmeras doenças, como a leptospirose, que é muito grave e é provocada pela urina do rato.

3.2 DESLIZAMENTO O deslizamento acontece quando materiais sólidos (solos, rochas e vegetação), pela

ação da gravidade, movimentam-se encosta abaixo. Os deslizamentos ocorrem com mais freqüência durante o período de chuvas fortes

e prolongadas, pois, a água da chuva infiltra no solo de terrenos inclinados e facilita o deslizamento. Por isso, é importante que regiões como morros, que são bastante inclinados, sejam cobertos por vegetação, pois as raízes das plantas seguram o solo e absorvem a água da chuva, diminuindo ou até evitando deslizamentos.

3.3 ESTIAGEM

A estiagem é causada quando chove pouco, ou não chove, numa determinada região por um período de tempo muito grande. Chama-se seca, quando este fenômeno ocorre com muita freqüência.

Assim, a estiagem é caracterizada como um breve período de seca, podendo ser classificada em:

• Seca Climatológica: ocorre quando a pluviosidade, quantidade de chuva, é baixa em relação às necessidades da região. • Seca Hidrológica: quando a deficiência ocorre nos estoques de água dos rios e açudes. • Seca Edáfica: quando há constante falta de umidade no solo.

Figura 10 - Inundação

4. APLICAÇÃO DA HIDROLOGIA PARA PREVENÇÃO DE DESASTRES NATURAIS

Não podemos evitar que fenômenos naturais aconteçam, mas podemos diminuir ao máximo os desastres causados por eles. Mas como?

Com a hidrologia, técnicos do governo e cientistas estudam os fenômenos da

natureza e desenvolvem maneiras de prever quando e como esses fenômenos poderão acontecer, através do monitoramento da área de estudo e modelagem.

4.1 MONITORAMENTO

Monitoramento: É feita a medição contínua dos processos (variáveis hidrológicas e metereológicas) que permitem o conhecimento das características hidrológicas e possibilita a modelagem.

Durante o monitoramento mede-se a chuva com um aparelho chamado pluviômetro (Figura 11), e mede-se também a quantidade de água que passa nos rios com outro equipamento chamado calhas Parshall (Figura 12).

A medição da chuva é importante para ajudar a prever o tempo, saber quais áreas

estão sujeitas a maiores riscos, formar um sistema de alerta e para a construção de obras como barragens, pontes, estradas, entre outros. Com o registro das precipitações, é possível estimar, através da modelagem, o quanto de chuva é esperado para cada época do ano e a possibilidade de ocorrer um desastre natural (inundação, deslizamento, etc).

A medição da chuva é por essa razão importante, visto que é facilmente realizada e por a chuva estar relacionada à ocorrência de desastres naturais, bem como pela grande relação de dependência humana (agricultura, abastecimento público), embora não o único parâmetro que influencie em um desastre natural.

Figura 11 - Pluviômetro próximo

as Bacias hidrográficas

Figura 12 - Parshall instaladas nas bacias

hidrográficas

4.2 MODELAGEM

Modelagem: Com os valores medidos durante o monitoramento faz-se a modelagem, onde se produz um modelo na tentativa de imitar ou representar um fenômeno que acontece na realidade. Os modelos são ferramentas que ajudam a compreender determinados fenômenos e inclusive, fazer previsões.

A modelagem é feita através dos dados de chuva e vazão obtidos pelo monitoramento e estudo prévio das características da região (tipo de solo, clima, geografia do terreno, qualidade da água, etc). Com estes dados são calculados valores através de fórmulas matemáticas e com esses valores calculados é feito o modelo matemático no computador. Este modelo irá representar o comportamento do ciclo hidrológico da região.

4.3 PREVENÇÃO O monitoramento e a modelagem são os pontos de partida para a prevenção, pois,

antes de tudo, é preciso ter conhecimento para identificar o perigo, e saber como agir em frente a ele.

Para prevenir ou minimizar o prejuízo com desastres naturais, precisa-se executar o Gerenciamento de Desastres Naturais (GDN). O GDN possui duas metas: (1) entender como acontecem os fenômenos naturais e (2) aumentar a resistência da sociedade contra esses fenômenos. Em geral, a primeira meta é realizada por universidades e institutos de pesquisas, e a segunda pelos governos federal, estadual, municipal, empresas privadas, ONGs e comunidades (Tabela 2).

Tabela 2 - Quem deve atuar no GDN. Órgãos governamentais Governo federal, estadual, municipal. Órgãos não governamentais ONGs, empresas, associações comunitárias,

etc. Indivíduos Pessoas.

Além disso, a prevenção deve ser realizada em todas as etapas de um desastre

natural, ou seja, antes, durante e depois de um evento (Tabela 3).

Tabela 3 – Etapas na prevenção de desastres naturais Etapas Descrição

Pré-evento “Antes”

Antes de ocorrer os desastres, são realizadas atividades para reduzir os futuros possíveis prejuízos.

Evento “Durante”

Durante e logo depois da ocorrência de desastres, são realizadas ações emergenciais. Uma das ações fundamentais é o registro da ocorrência do desastre.

Pós-evento “Depois”

Após os desastres, atua-se na restauração e/ou reconstrução e/ou compensação dos prejuízos.

Na prática, existem (ou devem existir) diferentes ações para cada etapa e para cada

órgão ou individuo. Essas ações encontram-se na Tabela 4.

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Aprender Hidrologia para Prevenção de Desastres Naturais

12

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Um terremoto no oceano provocou uma onda gigante, tsunami, no dia 26 de Dezembro de 2004, atingindo 13 países e matando mais de 200 mil pessoas. Logo após este grave incidente, a notícia do ocorrido espalhou-se por todo o mundo, junto com vários relatos de experiências vividas pelos sobreviventes.Um desses relatos é o de uma menina inglesa de 10 anos, chamada Tilly Smith.

Duas semanas antes do desastre, durante uma aula de geografia, Tilly aprendeu com seu professor, Andrew Kearney, a observar o comportamento do mar antes de um tsunami através de um vídeo de um tsunami ocorrido no Havaí.

No dia 26 de Dezembro de 2004, pouco antes da chegada do tsunami, ao observar o mesmo comportamento do mar mostrado pelo seu professor de geografia, Tilly avisou a seus pais que alertaram às demais pessoas que estavam na mesma praia, na Tailândia, com eles.

Assim, Tilly, seus pais e mais de 100 pessoas foram para um lugar seguro e foram salvos pela menina de 10 anos, mostrando o papel de cada pessoa na prevenção de um desastre natural. O papel das pessoas que produziram a filmagem educativa sobre o tsunami, o professor Andrew Kearney que passou esse conhecimento aos alunos e Tilly que usou o conhecimento adquirido para salvar diversas pessoas. Se faltasse apenas um deles, talvez essas 100 pessoas que foram salvas poderiam ter sido vitimas do tsunami. Este fato é aquele com o qual todos nós podemos aprender.

Cada desastre natural traz uma imensa tristeza. É extremamente difícil evitá-lo. Entretanto é possível reduzi-lo. Se cada cidadão fizesse seu papel no gerenciamento de desastres naturais na comunidade, os prejuízos e as tristezas certamente poderiam ser bem menores.

O que se deve fazer? O que se pode fazer? Desejamos que a presente apostila tenha auxiliado os leitores a achar as suas respostas.

Este material didático é um dos frutos do projeto de extensão universitária da UFSC,

intitulado “Aprender Hidrologia para Prevenção de Desastres Naturais” que se iniciou no mês de junho de 2006. Quaisquer dúvidas podem ser esclarecidas pelo telefone (48-3331-7749) ou pela Internet (labhidro@ens.ufsc.br).

Passe essas informações adiante e aplique-as no seu dia-a-dia.