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Folheto

Mestrado em Recursos Hídricos

DATA PREVISTA PARA O INÍCIO: 6 de Novembro de 2008.

OBJECTIVOS: O Mestrado em Recursos Hídricos tem como objectivo proporcionar uma formação adequada ao planeamento e gestão dos recursos hídricos, oferecendo instrumentos teóricos que permitam desenvolver, aprofundar e resolver os problemas respeitantes ao planeamento e gestão dos recursos hídricos.

HORÁRIO: PÓS-LABORAL: Quinta-Feira (18h-22:30h); Sexta (18h-22:30h); e Sábado (9h-13h; 14h-19h)
 

 

PROGRAMA DO CURSO: A parte escolar do curso de mestrado é composta por dois semestres, com as seguintes disciplinas:

Modelação em Recursos Hídricos

Geostatística Aplicada aos Recursos Hídricos

Sistemas de Tratamento de Águas Residuais

Gestão de Recursos Hídricos

Planeamento de Recursos Hídricos

Hidrometeorologia (opção)

Hidrogeologia (opção)

Hidrologia de Superfície (opção)

Limnologia (opção)

Rega e Drenagem (opção)

Estruturas Hidráulicas (opção)

Hidráulica Florestal e Fluvial (opção)

 

 

 

Programa de algumas das disciplinas do Mestrado em Recursos Hídricos. 

Hidrogeologia

Os problemas que se colocam à  identificação caracterização e gestão dos recursos hídricos subterrâneos estão relacionados com a análise dos fenómenos que ocorrem nos aquíferos a diferentes escalas: (1) escala laboratorial (por exemplo, a determinação de propriedades geométricas e parâmetros hidráulicos de meios porosos pode efectuar-se a partir de amostras de solo com poucos centímetros cúbicos); (2) escala das captações (com dimensão da ordem de poucas centenas de metros e que, no máximo, corresponde à espessura dos aquíferos) e (3) escala regional, que equivale à dimensão dos aquíferos ou dos sistemas regionais de escoamento em que estes se dividem, e que se pode cifrar em centenas ou mesmo milhares de quilómetros quadrados. A abordagem seguida nesta disciplina consiste na análise das leis físicas do escoamento a estes três níveis de escala em meios porosos, meios fracturados e meios de porosidade dupla. Serão apresentados e discutidos modelos analíticos e numéricos adaptados à resolução dos problemas que se colocam a cada um destes níveis de escala. Para além da abordagem teórica temas serão igualmente discutidos com base em casos de estudo.

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Geostatistica Aplicada aos Recursos Hídricos.

Conceitos básicos: Semi-variância, semi-variograma e suas formas – modelos lineares, esféricos e exponênciais; aplicações práticas. Noção e origem do kriging. Elementos de cálculo tridimensional úteis ao estudo da variabilidade espacial. Técnicas de geoestatística (simples kriging, ordinary kriging, universal kriging, cokriging, kriging de probabilidade, kriging disjuntivo) e métodos de interpolação (inverso da distancia, trend, radial based, global e local polinomial). Produção de mapas de previsão, erro da previsão, probabilidade e erro dos indicadores. Dados georeferenciados e sistemas de suporte de decisão. Estimar e medir a probabilidade estatística de ocorrência de um evento hidrológico. Determinação de zonas de cheias. Modelação espacial. Aplicações dos sistemas de informação geográfica no planeamento e gestão dos recursos hídricos.

 

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Limnologia

Introdução. Características físicas e químicas do meio ambiente aquático. Fluxo de energia e ciclo de nutrientes. Estrutura e produtividade dos ecossistemas aquáticos. Comunidades de algas. Fitobentos. Plancton: fitoplâncton, zooplancton, bacterioplanton. Zooplancton e suas interacções com os peixes. Sedimentos e sua microbiota. Eutrofização e poluição. Paleolimnologia.

 

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Hidráulica Florestal e Fluvial

Estrutura, funções e equilíbrio dinâmico das linhas de agua. Processos hidrológicos e hidráulicos. O papel da vegetação florestal no ciclo hidrológico e na qualidade da agua fluvial e subterrânea. Processos geomorficos, químico e biológicos.

Propriedades físicas dos sedimentos. Erosão hídrica, transporte e deposição de sedimentos. Erosão localizada. Canais de navegação. Dimensionamento de canais não erodíveis. Controle de cheias. 

Impactos por causas naturais. Impactos hidrológicos das actividades agrícolas e florestais. Necessidades hídricas na pecuária e no combate dos fogos florestais. Impactos de outras actividades humanas (pedreiras, minas, areeiros, urbanização, laser).

Tipos de pequenas barragens e calculo de estabilidade. Construções agrotecnicas e filotécnicas na gestão sustentável da bacia hidrográfica. Técnicas de bioengenharia como alternativa na estabilização de taludes.

Reabilitação, restauração e renaturalização das galerias riparias. Planeamento, gestão, monitorização e avaliação da recuperação.

 

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Rega e Drenagem

Introdução à Rega e Drenagem; conceitos fundamentais. Métodos de rega: rega de superfície, aspersão e microrrega. Condução da rega. Polivalência das instalações de rega (fertirrega – mineral e orgânica, pestirrega, combate à geada, protecção contra as altas temperaturas, arejamento do solo). Aplicação de modelos de simulação para optimização da gestão da rega. Avaliação e optimização dos sistemas de rega. Rega com águas de má qualidade (águas residuais e águas salinas). A experimentação em regadio. Drenagem: Remoção de águas excedentes. Remoção do excesso de sais. Balanço salino  e controlo da salinização; aplicação das tecnologias convencionais e de novas tecnologias limpas.  

 

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Planeamento dos Recursos Hídricos

As aguas como recurso natural, biofísico e da ocupação do solo. Analise prospectiva do desenvolvimento socio-economico e das utilizações e necessidades de agua. Recursos hídricos convencionais e não convencionais. Recursos hídricos meteorológicos, superficiais e subterrâneos. Qualidade nos meios hídricos e identificação das fontes de poluição. Infra-estruturas hidráulicas e saneamento básico. Zonas sensíveis e de interesse ecológico. Prognostico de secas e cheias e do risco de erosão. Elaboração de planos de ordenamento das albufeiras, da orla costeira e de bacia hidrográfica. Políticas da água. Soluções para a sustentabilidade dos recursos hídricos – procura de água e disponibilidade de recursos hídricos; referência aos problemas da Bacia Mediterrânica. O binómio valorização / protecção, ou seja a valorização dos recursos hídricos enquanto factor de desenvolvimento sócio-económico (1º termo) e a protecção dos meios hídricos (2º termo).

 

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Gestão dos Recursos Hídricos

Análise do Planeamento dos recursos hídricos. Disponibilidades dos recursos hídricos. Intervenção humana no balanço hídrico, visando o equilíbrio do desenvolvimento das actividades sociais, económicas e ambientais das diferentes regiões. Gestão dos recursos hídricos convencionais (precipitação, águas superficiais e águas subterrâneas). Gestão dos recursos hídricos não convencionais (águas residuais, águas salinas); tratamento, regeneração e melhoria da sua qualidade e dos seus efeitos; reutilização (agricultura, campos desportivos, indústria, usos municipais e ambientais, recarga artificial de aquíferos). Estudo das Regras para uma boa Gestão dos Recursos Hídricos e Desenvolvimento das suas Actividades: 1) Assegurar a disponibilidade dos recursos hídricos, convencionais e não convencionais, para suprir as necessidades do consumo e das actividades socioeconómicas; 2)  Recuperação dos recursos hídricos; 3) Prevenção da degradação da qualidade da água; 4) Protecção contra as secas e a contaminação ambiental.     

 

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Tratamento de Efluentes

Fundamentos, aplicações e critérios de dimensionamento de processos unitários biológicos de tratamento de águas residuais domésticas e industriais. 1) Efluentes líquidos: fontes, tipos e características; variação de caudais e cargas; caracterização. 2) Definição de sequências de tratamento: tratamentos primário, secundário e terciário, tratamento de lamas. 3) Introdução aos processos biológicos; lamas activadas; lagoas arejadas, leitos percoladores; processos biológicos combinados; discos biológicos; nitrificação/desnitrificação biológica; remoção biológica de fósforo; processos biológicos de remoção de azoto e fósforo; digestão anaeróbia; lagunagem (lagoas aeróbias, anaeróbias, facultativas, de maturação, de macrófitas). 4) Tratamento de lamas: operações preliminares, espessamento, estabilização aeróbia, anaeróbia e química, condicionamento, desidratação, secagem, redução térmica, destino final (fertilizante, aterro, etc.). 5) Critérios de selecção de processos de tratamento de águas residuais domésticas e industriais; Análise de casos reais: águas residuais domésticas e industriais (agro-alimentar, cortiça, curtumes, pasta de papel, química e petroquímica, têxtil), lixiviados de aterros sanitários. 6) Destino final das águas residuais tratadas: legislação aplicada à descarga de águas residuais domésticas e industriais. 7) Tratamentos avançados de águas residuais com valorização de sub-produtos. O desenvolvimento dos temas será realizado em função da preparação/formação base dos formandos.

 

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Hidrologia de Superfície

Introdução e enquadramento da disciplina e das matérias abordadas. Breves noções sobre Física da Atmosfera e Geomorfologia. Processos hidrológicos, escalas temporais e espaciais. Bacia Hidrográfica e Balanço Hidrológico. Precipitação, avaliação e distribuição. Intercepção e Retenção. Infiltração, Evaporação e Evapotranspiração. Relações precipitação / escoamento, Hidrogramas de escoamento. Avaliação de caudais. Acontecimentos hidrológicos extremos - cheias e secas. Incidência de cheias e secas. Breve revisão estatística – frequência de ocorrência, período de retorno, regressões e correlações, noções de risco e incerteza hidrológica. Modelos Hidrológicos tipos, conceitos e técnicas de modelação. Modelos Estatísticos – determinação de precipitações intensas e caudais máximos. Modelos Conceptuais e Determinísticos – hidrogramas sintéticos e hidrograma unitário, amortecimento de cheias. Aplicação de modelos Hidrológicos – HEC-HMS. Propagação de Cheias. Introdução ao HEC-RAS e à aplicação de SIGs em hidrologia.

 

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Estruturas Hidráulicas

Introdução e enquadramento da disciplina e âmbito das matérias abordadas. Tipologia e funções de obras e dispositivos hidráulicos. Barragens – tipos, caracterização estrutural, condicionamentos, dispositivos e orgãos hidráulicos. Características do dimensionamento hidráulico e estrutural, disposições e condicionamentos construtivos.

Barragens móveis, pequenas barragens e açudes. Regulamento de segurança de barragens e prática de projecto. Descarregadores de cheias e dissipadores de energia – tipos e conceitos. Tomadas de água, descargas de fundo e obras de desvio. Comportas, válvulas e dispositivos de controlo e operação. Sistemas e canais de transporte e distribuição – descrição e conceitos. Canais adutores e de distribuição. Obras, estruturas e dispositivos de sistemas de rega. Impactes de obras e estruturas hidráulicas. Conceitos e procedimentos de gestão, manutenção e operação de infra-estruturas hidráulicas.

 

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Hidrometeorologia

O sistema climático: atmosfera, hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera. Variações do clima nos tempos históricos. Mudança climática. Movimentos horizontais e verticais das massas de ar na atmosfera. Circulação geral atmosférica; conceitos gerais. Massa de ar frio e de ar quente. Sistemas e superfícies frontais. Nuvens. Estado do tempo e previsão meteorológica para as próximas horas. Observação de imagens de satélite. O ciclo hidrológico: humidade atmosférica, condensação, precipitação e evapotranspiração.Precipitação. Tipos de precipitação: convectiva, ciclónica e orográfica. Parâmetros de descrição da precipitação: quantidade, intensidade, erosividade e período de retorno. Chuva, chuvisco, neve, aguaceiros, granizo e saraiva. Orvalho e geada. Evapotranspiração potencial, máxima e real. Métodos térmicos e aerodinâmicos de determinação da ETP. Balanço hídrico.

 

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Modelação em Recursos Hídricos

Conceitos base de análise de sistemas e simulação dinâmica: sistema, reservatórios, fluxos e ciclos de retroacção;  equações diferenciais e métodos numéricos. Técnicas de modelação e simulação em recursos hídricos. Modelação e simulação hidrológica: rios e águas correntes, lagos e albufeiras, baias e estuários. Simulação das trocas de calor e outros processos fisíco-químicos e biológicos. Modelação e simulação da qualidade da água: oxigénio dissolvido e matéria orgânica, eutrofização, bactérias e patogénicos, substâncias tóxicas. Modelação dos recursos hídricos como ferramenta de apoio à decisão. Programas de simulação e modelos comerciais. Desenvolvimento e aplicação de casos de estudo.

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