Balanço hídrico

O entendimento do balanço hídrico é um dos fundamentos importantes para conhecer os efeitos antrópicos sobre o meio natural, disponibilidade hídrica e sustentabilidade ambiental. O balanço hídrico pode ser realizado para uma camada de solo, para um trecho de rio ou por uma bacia hidrográfica. O entendimento destes componentes depende de vários fatores como: precipitação, evapotranspiração potencial (aqui embutidas outras variáveis climáticas), condições do solo e uso do solo, geologia subterrânea. A bacia hidrográfica é o melhor espaço de avaliação do comportamento hídrico, pois tem definido o espaço de entrada, a bacia e o local de saída a seção de rio que define a bacia hidrográfica. Numa bacia o balanço hídrico é determinado por

S (t+1) = S(t) + (P – E – Q). Dt

Onde S (t+1) e S(t) é a quantidade de água no tempo t+1 e t, P é a precipitação na área da bacia no intervalo, E é a evapotranspiração real no intervalo de tempo na bacia e Q é a vazão de saída no intervalo de tempo Dt. Quando o período de avaliação (Dt) é muito longo a diferença de armazenamento (S) pode ser considerada desprezível e

P-E = Q

A vazão Q no tempo é o hidrograma de saída da bacia e representa o escoamento superficial (superfície das bacias) e subterrâneo (gerado pelos aquíferos) (veja figura abaixo). Dependendo da geologia da bacia, numa bacia natural o escoamento subterrâneo representa de 50 a 80% do total escoado num ano médio. Portanto se desmembrarmos a equação acima e colocarmos os termos em % da precipitação, resulta

100 = Qsup + Qsubt + E

Numa bacia rural típica da região do Sul e Sudeste do Brasil a chuva é da ordem de 1500 mm e o coeficiente de escoamento é de 0,32, resultando em 480 mm de escoamento e 1020 mm de evaporação real. Do escoamento total, estima-se que a parcela subterrânea varia entre os valores acima (50 a 80%) representando de 240 a 384 mm. As percentagens são: E = 68%, Qsup = 16% a 6,4% e Qsubt = 16 a 25,4% da chuva. Este balanço hídrico pode ser alterado pela urbanização com redução da evapotranspiração real (retirada da vegetação), aumento do escoamento superficial, e redução do escoamento subterrâneo. Considerando somente o efeito da impermeabilização sobre a infiltração, com 50% de áreas impermeáveis numa bacia urbana, o escoamento superficial aumenta 6,4 % para 19,2% do total e o escoamento subterrâneo diminui de 25,4 % para 12,8 %. Considerando uma redução de pelo menos 15% na evapotranspiração, o escoamento superficial sobre ainda mais para 29,4% do total e 441 mm. Este mesmo efeito pode ser observado numa pequena bacia que altera sua cobertura. Uma área de mata é transformada em plantio anual aumenta o escoamento pela redução da evapotranspiração. No entanto, quando uma área de mata se transforma em água para um reservatório existem dois efeitos contrários, o aumento da evapotranspiração do lago devido ao albedo e efeito do vento e aumento do coeficiente de escoamento que dependem das condições climáticas. Estes efeitos devem ser mais bem entendidos na gestão do espaço urbano e rural, já que existe ainda muito má informação sobre os efeitos de alteração do uso do solo.