Teórica: Erosão Eólica. Processos (destacamento, transporte – saltação, suspenção e arrastamento – e deposição). Factores (erosividade do vento e erodibilidade do solo). Modelação da Erosão Eólica (modelos empíricos, conceptuais e de base física). Estratégias para Controlo da Erosão Eólica (medidas agronómicas – florestação, culturas de protecção, rotações e consociações, culturas em faixas, resíduos das culturas, quebra-ventos e cortinas de abrigo – gestão do solo e métodos mecânicos).

Teórica: Conservação da Água (continuação). Princípios (escolha do método, regras de projecto, efeito de escala). Métodos para culturas agrícolas (sulco e camalhão de base larga, camalhão e sulco sem ou com obstrução dos regos, terraços de retenção e banquetas de conservação, muros de terra ou de pedra solta, lavoura de nível). Breve referência a Espalhamento da água (escoamento natural, escoamento desviado e armazenado), Drenagem superficial, Outras fontes de água (neve, orvalho e nevoeiro), Colheita da água.

Teórica: Conservação da Água. Objectivos e Princípios fundamentais. Estimativa da capacidade de um reservatório (Métodos de Rippl, para consumo constante, e da Análise de Comportamento).

Prática: Dimensionamento da capacidade de um reservatório na ribeira de Odivelas, dados os escoamentos mensais na ribeira e uma previsão do consumo mensal de água de 75 % do escoamento médio mensal (desprezando-se a evapotranspiração): Aplicação do método (a) do diagrama de Rippl e (b) da Análise de Comportamento – cálculo da probabilidade de falha do reservatório.

Teórica: Estabilização e Restauro Fluvial. Escalas espaciais (Regional, paisagem, corredor, rio, troço de curso de água). Estrutura da paisagem (matriz, partes, corredor e mosaico). Bacia hidrográfica e sistema de drenagem (tipos de redes, descrição quantitativa, perfil longitudinal do curso de água). Geometria em planta de um curso de água (sinuosidade, padrões fluviais – cursos de água rectilíneos, meandrizados, entrançados e anastomosados, caracterização e relações com variáveis ambientais e hidráulicas); fronteiras de um curso de água (características da fronteira – cursos de água aluvionares e com leito de pedra, características da secção transversal – leito principal e leito de cheia). O processo de restauro (objectivos, causas de desequilíbrio, determinação da forma mais estável, curvas regionais e caudal dominante); estabilização das margens (controlo com vegetação e estrutural) e passagem de estradas.

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Estruturas para Controlo da Água e dos Sedimentos. Objectivos e componentes das estruturas hidráulicas (órgão de entrada, de condução e de saída). Descarregadores de queda (funcionamento como descarregadores livres, com controlo pela crista ou pelas paredes da caixa de entrada; funcionamento submerso; bacias de dissipação). Descarregadores em canal de encosta. Descarregadores não convencionais. Descarregadores em tubo (aquedutos simples, com entrada em queda, com tampa) – Identificação da secção de controlo do escoamento (funcionamento como descarregador, como orifício e em pressão) e equações para estimativa da sua capacidade.
Barragens de terra. Linha de saturação de um aterro de barragem e técnicas para impedir que a linha de saturação atinja o paramento de jusante.
Dimensionamento dos órgãos de descarga de uma barragem.
Prática: Dimensionamento das cotas características de um pequeno reservatório equipado com um descarregador de tubo, com entrada em queda, e um descarregador de emergência de evacuação de cheias. Dimensionamento apoiado na propagação de um hidrograma de cheia de entrada no reservatório, com caudal de ponta e volume de escoamento com tempo de retorno de 50 anos (Ex. 9.9 de Huffman, et al., 2011).

Teórica: Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Métodos de propagação de ondas de cheia (continuação). Propagação hidrológica de ondas em albufeiras. Relações entre caudal de saída e armazenamento. Caracterização física da albufeira e das estruturas de saída de água: relações cota – armazenamento, cota – caudal descarregado e armazenamento – caudal descarregado. Método de Puls modificado.

Prática: Aplicação do método de Puls a uma albufeira. Exemplo de redimensionamento do nível de máxima de cheia.

Correcção do 1º teste de avaliação.

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Prevenção e controlo de ravinas (continuação) – Elementos gerais relativos a barragens (perfil de compensação, nº de barragens a construir, caudal de projecto, pequenas barragens de terra e grandes barragens de terra para outros fins, barragens de rede de arame, de vivazes, de troncos, de pedra seca, de alvenaria, de gabiões). Etapas típicas de correcção torrencial (perfis de 1ª e 2ª compensação, sebes e faxinas).

Introdução a outras estruturas para controlo da água e dos sedimentos (descarregadores de queda, em poço e de encosta).

Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Métodos de propagação de ondas de cheia. Caracterização geral dos métodos Hidráulicos e Hidrológicos de propagação de ondas. Equação da continuidade – integração com diferentes intervalos de discretização temporal.

Primeiro teste de avaliação de conhecimentos.

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Estratégias para controlo da erosão. Métodos mecânicos – Medidas temporárias de conservação (cercas para limo, rolos de serapilheira, fardos de palha e bacias de sedimentação). Estruturas de estabilização (técnicas de bioengenharia, gabiões e geotêxteis).

Prevenção e controlo de ravinas. – Desenvolvimento e classificação de ravinas, critérios para selecção das medidas de controlo, medidas de prevenção (práticas de gestão do solo, medidas mecânicas, valas de encosta), medidas de controlo (enchimento do canal da ravina, preenchimento com material vegetal, estruturas para estabilização do declive).

Revisão e discussão  da matéria dada, a avaliar no próximo teste.

Feriado do 25 Abril

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Estratégias para controlo da erosão. Métodos mecânicos – Breve revisão da hidráulica dos escoamentos em canais. Classificação do escoamento quanto à variação da velocidade no espaço e no tempo (escoamento permanente e variável, uniforme e variado, gradual e rapidamente). Números de Reynolds (escoamento laminar e turbulento) e de Froude (escoamento lento, crítico e rápido). Equações da continuidade e da conservação da energia. Energia específica do escoamento. Equação de Manning para escoamento uniforme. Dimensionamento de canais não erodíveis (declive, rugosidade, secção transversal, declive dos taludes e largura do fundo em canais trapezoidais).
Orgãos de condução do escoamento associados aos terraços (valas de drenagem, canais dos terraços e valas vegetalizadas): Tipos de revestimento das valas, estruturas de queda associadas e dimensionamento de valas vegetalizadas (forma da secção transversal, velocidades máximas de projecto e variação do coeficiente de rugosidade com a velocidade de escoamento – classes de resistência da vegetação ao escoamento).
Prática: Exemplo de dimensionamento de um canal não erodível e de uma vala vegetalizada (resolução iterativa em excel, com o solver).

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Estratégias para controlo da erosão. Métodos mecânicos – Muros de terra e de pedra solta, Terraços (geral, classificações dos tipos de terraços, terraços com canal, terraços de retenção, terraços em socalcos e valas de encosta), Sistemas de condução de água associados aos terraços (valas de drenagem superficial, terraços com canal e valas revestidas), Dimensionamento dos terraços com canal (distância vertical e espaçamento, comprimento, declive, secção transversal), Orgãos de saída de terraços com canal (valas vegetalizadas e drenagem sub-superficial) , Dimensionamento dos terraços em socalcos (declive, largura, distância vertical e secção transversal.

Os alunos não compareceram pois tiveram visita de estudo de outra disciplina.

Teórica: Erosão hídrica (continuação). Estratégias para controlo da erosão. Perda de solo tolerável, conservação do solo em zonas cultivadas, não cultivadas e urbanas. Medidas agronómicas - controlo das culturas e da vegetação (Afolhamento e rotações, culturas de protecção, culturas em faixas, consociação de culturas e alta densidade de plantação, mulching, luta diferida contra infestantes, vegetalização, sistemas agro-florestais).
Gestão do solo - Matéria orgânica, estabilizadores de solo, práticas de lavoura (lavoura convencional, lavoura de nível, lavoura conservativa - sementeira directa, em faixas, com mulch e lavoura mínima).

Prática: Estimativa da erosão média anual numa encosta com a cultura do milho no Huambo, Angola, com a USLE. (com o factor LS estimado já com a formulação da RUSLE1). Avaliação das práticas conservativas que conduzem a perdas de solo aceitáveis.
Teórica: Erosão hídrica (continuação). Avaliação dos riscos de erosão à escala regional (índices de erosividade, notação factorial, cartas de capacidade de uso, cartas de sistemas de ocupação do solo, cartas com inventário de erosão verificada) e da parcela (inventários detalhados, métodos quantitativos).

Prática: Exemplo de utilização da relação entre o índice de Fournier modificado e o índice de erosividade da chuvada.
Estimativa do factor composto LS para três encostas com o mesmo comprimento e declive e diferentes formas: linear, côncava e convexa. Utilização da formulação da RUSLE1.
Teórica: Erosão hídrica (continuação). Modelação da erosão hídrica. Modelos conceptuais (modelo de Morgan-Morgan-Finney) e de base física (de 1ª geração – AGNPS, GAMES, ANSWERS, CREAMS; e de 2ª geração – WEPP, GUESS, EUROSEM).
Produção de sedimentos. Medição em reservatórios e em cursos de água. Método do coeficiente de produção de sedimentos e método da equação universal das perdas de solo modificada (MUSLE).

Prática: Dadas as características de textura e estrutura de um solo, obtenção do respectivo índice de erodibilidade.
Teórica: Factores que influenciam a erosão hídrica (continuação). Influência do relevo (comprimento, declive e forma da encosta), influência da cobertura vegetal (rácio de perda de solo, influência sobre a precipitação e sobre o escoamento).
Modelação da erosão hídrica. Objectivos; Modelos físicos e matemáticos (Empíricos e de base física, determinísticos e estocásticos) e condições para a sua utilização; Modelos empíricos de caixa negra (Equações de Fournier) e de regressão múltipla (USLE e RUSLE).

Teórica: Factores que influenciam a erosão hídrica. Erosividade da precipitação e índices de Wischmeier, Hudson e Fournier; erodibilidade do solo e influência da textura, da estabilidade dos agregados, da resistência ao corte e da capacidade de infiltração; índice de erodibilidade de Wischmeier.
Prática: Dado um udograma, obtenção da energia cinética da chuvada e do factor de erosividade Ecr30, utilizando a metodologia da USLE e da RUSLE2.

Teórica: Dispositivos de medição da erosão hídrica. (1) Medições no terreno: Talhões de erosão – talhões isolados, caixas de Gerlach. Alterações do nível do solo – pregos de erosão, pontes de erosão. Medição da erosão por salpico, em sulcos e em ravinas. (2) Bacias hidrográficas: Produção de sedimentos (coeficiente de produção de sedimentos), medição do caudal sólido em suspensão e por arrastamento, levantamentos topográficos de reservatórios (eficiência da captura de sedimentos), bacias experimentais, traçadores. (3) Ensaios em laboratório: Simuladores de chuva e simuladores de escoamento. (4) Medições mistas.
Apresentação do filme “Medição da erosão do solo” (Soil erosion measurement), pelo Hydraulics Research de Wallingford.

Prática: Continuação do trabalho prático da aula anterior: cálculo do hidrograma de cheia para o tempo de retorno de 100 anos com o método directo do SCS, dados o caudal de ponta de cheia e o volume de cheia com o mesmo tempo de retorno.
Teórica: Erosão do solo e conservação. As múltiplas funções do solo e os agentes de degradação. Definições – erosão natural e acelerada, erosões hídrica e eólica. Processos de degradação do solo devida à erosão (físicos, químicos e biológicos) e factores que favorecem a erosão (desflorestação, sobre-pastoreio e má utilização dos solos). Distribuição global dos riscos de erosão.

Erosão hídrica. Erosão hídrica e precipitação média anual. Distribuição mundial da erosão hídrica. Processo de erosão hídrica (características gerais – destacamento, transporte e deposição, caracterização da erosão por salpico, laminar, entre-sulcos, em sulcos, em ravina, em cursos de água e em massa).

Prática: A partir de um dos trabalhos efectuados em hidrologia, apresentação do cálculo do número de Manning médio para as encostas da bacia hidrográfica, do declive médio do curso de água principal e da bacia, do comprimento do curso de água principal e do percurso médio do escoamento nas encostas. Referência à curva hipsométrica, altitudes mínima, máxima e média e altura média. Cálculo do número de escoamento médio da bacia e do coeficiente de escoamento médio. Estimativa do tempo de concentração da bacia hidrográfica, do caudal de ponta de cheia para o tempo de retorno de 100 anos (métodos racional e TR55 do SCS) e do volume de cheia com o mesmo tempo de retorno, com o método do SCS.

Teórica: Relações precipitação-escoamento (continuação). Método do hidrograma unitário. Estrutura dos dados e descrição dos fundamentos do método (invariância no tempo, proporcionalidade e sobreposição). Validade dos pressupostos do método do HU. Utilização do HU sintético do SCS. (hidrograma com forma natural e hidrograma triangular) na obtenção de um hidrograma de cheia com o volume e o caudal de ponta estimados para o projecto.
Resposta de uma bacia impermeável a uma chuvada com uma intensidade constante e uma duração indefinida; tempo de concentração – definição, identificação de algumas características fisiográficas com interesse na sua estimativa, caracterização de linhas isócronas; comportamento de bacias de pequenas e de grandes dimensões.
Obtenção do volume de escoamento de projecto com o método do SCS.
Modelação em pequenas bacias: fórmula racional. Enquadramento geral da estimativa do caudal de ponta para um dado tempo de retorno: casos possíveis de cálculo de acordo com o tipo de dados hidrológicos existentes (análise de frequência, fórmula de Myer, extensão de dados, método do índice de cheia, equações regionais de regressão múltipla e modelação precipitação-escoamento).
Modelação em bacias de pequena e média dimensão: Estimativa do caudal de ponta de cheia, para um dado tempo de retorno, com o método TR-55 do SCS e com o método de Myer, parametrizado para Portugal Continental.
Cálculo do caudal de ponta em países com insuficiência de dados, nomeadamente, em África: estimativa do tempo de concentração; curva intensidade-duração da precipitação para o tempo de retorno de 10 anos; cálculo do caudal de ponta com o método Cook, modificado.
Prática: Apresentação do conjunto de trabalhos efectuados em hidrologia.

Teórica: Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Escoamento. Mecanismos de formação do escoamento: escoamento em encosta (Hortoniano e de Hewlett) e escoamento sub-superficial. Medição do escoamento: geral, medição de alturas (limnígrafos). Medição de caudais (métodos volumétrico, secção-velocidade, medição da velocidade instantânea e média, método estrutural e métodos químicos), curva de vazão. Rede de estações de medição em Portugal Continental.
Componentes de um Hidrograma e separação em escoamento de base e escoamento directo, com apoio da curva de exaurimento das águas subterrâneas.
Relações precipitação-escoamento. Introdução: Influência do intervalo de tempo de cálculo (anual, mensal, diário, menor que o dia) e da dimensão da bacia hidrográfica (pequena, média e grande) nos processos hidrológicos relevantes (precipitação, escoamento em encosta e no curso de água, armazenamentos, escoamento subterrâneo, evapotranspiração) e consequências no tipo de modelação a efectuar. ). Obtenção do hietograma de precipitação eficaz: (i) método do índice fi modificado e (ii) método do Soil Conservation Service - SCS - relação fundamental do método, percas iniciais e capacidade de retenção da bacia, aplicação a uma chuvada, a valores diários e a intervalos de tempo inferiores ao dia. Aplicação do método do SCS quando não há dados de escoamento directo - percas iniciais, tipos hidrológicos de solos e tabelas para o número de escoamento em função do tipo e uso do solo, condições antecedentes de humidade. Estimativa de CNI, CNII e CNIII quando há dados de escoamento. Etapas a percorrer quando não há dados de escoamento.

Teórica: Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Evapotranspiração: Definições e conceitos. Postos de medição de variáveis meteorológicas em Portugal Continental. Intercepção. Equações aconselhadas para a estimativa da evapotranspiração (Turc, Priestley-Taylor, Hargreaves, Evaporímetros, Equação de Penman-Monteith). Evapotranspiração de referência, evapotranspiração de uma cultura (coeficientes culturais) e de plantas ornamentais (coeficientes para plantas ornamentais e factores de espécie, de densidade e de microclima). Apresentação de isolinhas e gráficos de caixa e bigodes para valores anuais e mensais de diversas variáveis de interesse, para Portugal Continental e por bacia hidrográfica.
Água no solo. Principais regiões de um solo. Teor em água. Breve revisão dos conceitos associados à capilaridade e tensão superficial e à aplicação do teorema de Bernoulli ao escoamento em tubos. Potenciais mecânicos (gravitacional e de pressão – decomposição desta) e carga hidráulica (piezómetros e tensiómetros, pressão da água e pressão capilar).
Lei de Darcy em solos saturados e generalização para solos não saturados. Velocidade de Darcy e velocidade linear. Equação da continuidade para fluxos monodimensionais, verticais. Equação de Richards
Infiltração. Definições, Modelação do processo de infiltração. Modelos empíricos (coluna de solo) – modelo de Horton. Breve referência ao modelo semi-empírico de Green-Ampt.

Prática: Aplicação do método dos polígonos de Thiessen à bacia hidrográfica de Penedos de Alenquer. Utilização de planímetro digital.
Teórica: Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Variação da altura de precipitação com a área e a duração. Noção de tempo de retorno e relação com a função de distribuição acumulada de probabilidade. Tempos de retorno aconselhados para diferentes estruturas hidráulicas. Precipitações de curta duração (relações intensidade-duração-frequência e redução dos valores em função da área da bacia hidrográfica). Necessidade de construção de hietogramas de projecto.

Teórica: Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia:  Caracterização mais detalhada dos processos hidrológicos e sua interacção. Precipitações total, efectiva, em excesso e eficaz. Intercepção, transpiração e evaporação do solo. Retenção superficial. Movimento de água no solo, percolação e recarga do aquífero. Tipos fundamentais de aquíferos e respectiva linha piezométrica.
Precipitação: Formação das nuvens e da precipitação (relacionamento do tipo de precipitação com a sua duração, intensidade e área abrangida). Medição da precipitação: udómetros e udógrafos, radar e satélite. Postos de medição da precipitação em Portugal Continental e isoietas para precipitação média anual. Udograma e obtenção das intensidades média e instantânea de precipitação. Precipitação média em área (métodos de Thiessen e das isoietas).
Prática: Obtenção de um hietograma de precipitação como intervalos de tempo constantes de 2 horas, a partir dos registos de um udógrafo de sifão.

Apresentação: Objectivos e organização da disciplina. Bibliografia recomendada. Método de avaliação.
Teórica: Conservação e Ambiente – Identificação dos problemas e apresentação da estrutura do livro de texto a considerar ao longo do semestre.
Revisão de conceitos fundamentais de Hidrologia: Hidrologia em sentido restrito e caracterização geral dos principais processos hidrológicos (precipitação, intercepção e evapotranspiração, infiltração, água no solo, escoamento superficial em encosta e no sistema de drenagem e escoamento subterrâneo). A bacia hidrográfica como principal unidade espacial de análise. Equação da continuidade e sua integração: balanço hidrológico; escalas espacial e temporal. Exemplo de balanço hidrológico à escala da bacia hidrográfica; ano hidrológico.