Balanço hídrico

Um dos recursos mais importantes da Terra é a água. Ela ocorre em três estados da matéria: na forma sólida, como o gelo; na forma líquida, como a água; na forma gasosa, como o vapor. A água tem uma função crítica em quase todas as esferas da vida. Sua importância pode ser ilustrada por meio de alguns exemplos: Nas zonas úmidas da Terra há um superávit de água, sendo que seu valor foi subestimado por muito tempo. As zonas áridas da Terra, onde há sempre (ou por longos períodos no ano) escassez de água, esta é considerada por seus habitantes como uma preciosidade. A tabela abaixo apresenta uma estimativa feita por N. Meinardus (1928) e H. Hoinkes (1968) da quantidade de água disponível no planeta Terra. O volume total da água como uma fração do volume da Terra (1,082 x 10 12 km3) é de cerca de 1: 777,2 ou 0,00129. Uma parte da reserva de água está em circulação contínua e compõe uma transferência, pois evapora das superfícies líquidas e do solo e após a condensação na atmosfera é depositada novamente nas superfícies como precipitação líquida (chuva) ou sólida (neve, granizo). Pela precipitação, a evaporação e o escoamento superficial são sempre repostos como água potável. O vapor de água em circulação na atmosfera formaria com sua completa condensação e precipitação uma camada de água de somente 2 a 3 cm de profundidade na superfície da Terra. Comparando-se com a média de precipitação anual na Terra (97 cm), deduz-se que a vida média de uma molécula de água na atmosfera é de cerca de 10 dias.

Devido ao fato de que a quantidade total de água disponível na Terra é finita e indestrutível, podemos encarar o ciclo hidrológico global como sendo um sistema fechado. Um balanço hídrico pode ser desenvolvido para explicar os componentes hidrológicos. Considere uma superfície plana inclinada e completamente impermeável (a água não pode passar através da superfície), confinada pelos quatro lados e com uma saída no canto A. Desde que a superfície seja assumida como sendo completamente plana, não haverá depressões nas quais a água poderá se armazenar. Se uma chuva for aplicada a este sistema hidrológico simplificado, surgirá em A uma vazão de saída, denominada escoamento superficial direto. Pode-se representar o balanço hídrico para este sistema por uma equação. A vazão de saída não pode ocorrer até que se acumule água a uma profundidade mínima para fornecer carga necessária ao escoamento, mas devido à intensidade da chuva, a profundidade da água retida (retenção superficial) aumenta. Com o cessar da precipitação, a água retida na superfície se transforma em vazão de saída do sistema. No exemplo citado, toda a entrada se transforma em saída, negligenciando-se a pequena quantidade de água retida eletricamente na superfície e também qualquer evaporação ocorrida durante o período (uma suposição razoável para o sistema descrito). Esta ilustração elementar deve sugerir que qualquer sistema hidrológico pode ser descrito por um balanço hídrico para se poder explicar a disposição das entradas de água no sistema e a variação no armazenamento. A simplicidade do balanço hídrico é, no entanto, freqüentemente enganosa, pois como será visto adiante, os termos da equação não podem ser quantificados facilmente ou adequadamente.

Em termos gerais o estado de São Paulo dispõe de aproximadamente 100 bilhões de m³/ano, dos quais estima-se que 55 bilhões de m³/ano são devidos aos escoamentos de superfície e os restantes 45 bilhões de m³/ano ao escoamento básico, este representando grande importância como regularizador das vazões dos rios. A tabela 5.3. apresenta os resultados do balanço hídrico estadual do estado de São Paulo, sendo que as unidades estão em mm/ano e l/sx km².