HIDROLOGIA APLICADA

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FACULDADE ÚNICA 
DE IPATINGA 
HIDROLOGIA APLICADA 
 
2 
 
SUMÁRIO 
 
Unidade 1: 
 
 Introdução à Hidrologia ................................................................................................... 
 
Unidade 2: 
 
 Bacias Hidrográficas ......................................................................................................... 
 
Unidade 3: 
 
Infiltração ......................................................................................................................... 
 
Unidade 4: 
 
Escoamento Superficial ................................................................................................... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
INTRODUÇÃO 
 
Assumir a postura de um profissional que se apresente como mediador do conhecimento 
é compreender a diversidade e as complexidades que surgem na individualidade de cada 
educando diante de suas necessidades e potencialidades. 
Estudar em EaD não é uma tarefa tão fácil como muitos pensam, os desafios são 
constantes. Vale ressaltar que esta modalidade também permite muitas vantagens na 
aquisição de um curso superior, como a possibilidade da interatividade entre colegas, tutores 
e técnicos administrativos que auxiliam na construção da aprendizagem dentro do conforto de 
sua casa. 
O Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) disponibiliza uma gama de recursos, 
tecnologias da comunicação e ferramentas de apoio à aprendizagem que permitem a interação 
acima, entre elas estão: fóruns, chats, videoconferências, simulações e exercícios on-line. 
Não poderíamos esquecer que muitas pessoas gostam de ler e estudar o material de 
maneira física, fazendo suas anotações, grifos e dialogando com os autores a partir de 
comentários ou apresentando dúvidas para serem sanadas pelo tutor ou para serem 
compartilhada com os colegas. 
Buscando mais uma alternativa para apoiar os(as) alunos(as) em seus estudos, esta 
coletânea foi elaborada com o objetivo de facilitar a impressão de todos os capítulos de livros 
que estão disponibilizados no Ambiente Virtual de Aprendizado (AVA) para quem deseja 
estudar no material físico sem precisar imprimir os arquivos separados por unidades. Desta 
forma, o aluno poderá ter acesso a todos os textos que serão fundamentais para as atividades 
da disciplina em um só material. 
Bom trabalho e aproveite cada instante da oportunidade de construir conhecimento, pois 
este é um pilar fundamental para sua formação. 
 
Um abraço, 
Equipe Pedagógica 
 
 
PRINCÍPIOS DE 
CLIMATOLOGIA 
HIDROLOGIA
Vanessa de Souza Machado
Introdução à hidrologia
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identi� car a importância da água e seus distintos usos.
  Relacionar os conceitos básicos de hidrologia.
  Caracterizar os estudos hidrológicos.
Introdução
A água é um dos recursos mais preciosos do mundo. Sem ela, não haveria 
vida na Terra. Sendo assim, você precisa entender alguns importantes 
conceitos associados a esse tema, sendo eles a caracterização, a ocorrência, 
a distribuição e a movimentação da água no planeta em que vivemos.
Neste texto, você vai estudar esses conceitos e a importância do co-
nhecimento diante da ocorrência de água em determinados locais, sua 
circulação, leis e fenômenos que ocorrem entre a água e o meio ambiente.
A água e seus usos
Como você viu na introdução deste texto, a água é um dos recursos mais pre-
ciosos do mundo e, sem ela, não haveria vida na Terra. Embora a quantidade 
total de água na Terra seja fi xa e não possa ser aumentada, podemos dizer 
que não corremos risco de fi car sem ela, mas é preciso fi car atentos, pois há 
escassez em alguns lugares do mundo, em função das diversas potencialidades 
de uso. Essa escassez ocorre por motivos de quantidade e de qualidade.
As demandas de uso da água para as mais diversas finalidades, a partir 
do século XX, passaram a ter um aumento significativo em relação a sua 
disponibilidade. Foi reconhecido, também nesse período, o fato lamentável de 
que 47% da área do globo é composta por bacias hidrográficas compartilhadas 
U N I D A D E 1 
por mais de um país. Essa constatação justifica vários conflitos internacionais, 
que têm como tema principal a água. A luta pela posse de territórios com 
nascentes de grandes rios e cursos d’água é um dos temores do século XXI, 
por ser o motivo de estar provocando algumas guerras, como no Oriente 
Médio, por exemplo.
A água é um mineral presente em toda a natureza nos estados sólido, líquido 
e gasoso. Além de ser essencial para a sobrevivência de homens e animais, a 
água pode exercer a função de diluir, receber e transportar efluentes.
A abundância desse recurso pode ser notada pelo fato de a água cobrir 
cerca de três quartos da superfície do planeta. Embora, a quantidade total de 
água na Terra seja enorme, boa parte dela não está prontamente disponível 
para o uso humano, pois apenas uma pequena porcentagem é de água doce. 
Tipos de uso da água
Agora que você já leu sobre a importância da água, vamos apresentar os tipos 
de uso desse recurso, que são classifi cados em dois grandes grupos: 
  Usos consuntivos: aqueles usos em que há perda entre o que é retirado 
do corpo hídrico e o que retorna a ele, como o caso dos abastecimentos 
doméstico e industrial, a limpeza pública e a irrigação.
  Usos não consuntivos: aqueles em que não há necessidade da retirada 
de água de seu local de origem, por exemplo, para geração de energia, 
transporte e navegação, lazer e piscicultura.
É importante ressaltar que a produção agrícola é responsável pelo uso 
de 69% da água doce disponível mundialmente para abastecimento. O setor 
industrial, em segundo lugar, é responsável pelo uso de 21% dela, e o uso 
doméstico fica por último, com 10%.
Dos 2,5% de água doce do planeta, cerca de 15% estão no Brasil. A Or-
ganização das Nações Unidas (ONU) classifica a disponibilidade hídrica, 
como (SABESP, [2017b]):
  Abundante: disponibilidade hídrica de mais de 20.000 metros cúbicos 
(m³) por habitante por ano.
  Correta: disponibilidade hídrica entre 2.500 m³ e 20.000 m³ por ha-
bitante por ano.
  Pobre: disponibilidade hídrica entre 1.500 m³ e 2.500 m³ por habitante 
por ano.
Princípios de climatologia e hidrologia14
  Crítica: disponibilidade hídrica menor que 1.500 m³ por habitante 
por ano.
A disponibilidade, assim como a distribuição hídricas pelo planeta são 
influenciadas fortemente pelo clima, sendo assim, elas podem flutuar entre 
as estações e entre os anos seguidos.
  20% da população mundial habita regiões semiáridas. 
  44% da precipitação são acessíveis por reservatórios e barragens. 
  A precipitação média anual do planeta é de 900 mm, sendo que 1 mm de chuva 
equivale a 1 litro de precipitação que se acumula em 1 m2.
  1/3 da precipitação mundial se encontra na América do Sul e no Caribe. 
  Países do norte da África apresentam 100 mm anuais de precipitação, apresentando 
a maior taxa de evaporação e a menor de precipitação registrada.
Água virtual, segundo a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo 
(SABESP, [2017a]), é a quantidade de água gasta para produzir um bem, produto ou 
serviço. Ela está embutida no produto, não apenas nos sentidos visível e físico, mas 
também no sentido “virtual”, por isso o nome. Considerando a água necessária aos 
processos produtivos, ela é, portanto, uma medida indireta dos recursos hídricos 
consumidos por um bem.
Hidrologia
A hidrologia é o estudo científi co das águas: seus processos, interações com o 
ambiente, transporte e ciclo. A hidrologia examina as propriedades da água, 
sua ocorrência, distribuição e movimento no planeta. 
15Introdução à hidrologia
A hidrologia é uma ciência interdisciplinar que tem tido evolução signifi-
cativa em razão dosproblemas crescentes, resultados da ocupação das bacias, 
do incremento significativo da utilização de água e do impacto resultante 
sobre o meio ambiente. Os profissionais de diversas áreas, como engenheiros, 
agrônomos, geólogos, matemáticos, estatísticos, geógrafos, biólogos, gestores 
ambientais, entre outros atuam nas diferentes subáreas dessa ciência. 
Como é uma disciplina que abrange uma grande parte do conhecimento 
humano, a hidrologia foi subdividida em algumas subáreas:
  Hidrometeorologia: a parte da ciência que trata da água na atmosfera.
  Limnologia: refere-se ao estudo dos lagos e reservatórios.
  Potamologia: trata do estudo dos arroios e rios. 
  Glaciologia: a área da ciência relacionada à neve e ao gelo na natureza. 
  Hidrogeologia: o campo científico que trata das águas subterrâneas. 
A hidrologia evoluiu de uma ciência preponderantemente descritiva e 
qualitativa, para uma área do conhecimento em que os métodos quantitati-
vos têm sido explorados, aprimorando os resultados e explorando melhor as 
informações existentes. 
No âmbito da utilização da hidrologia em recursos hídricos, ela é entendida 
como a área que estuda o comportamento físico da ocorrência e o aproveita-
mento da água na bacia hidrográfica, quantificando os recursos hídricos no 
tempo e no espaço, além de avaliar o impacto da modificação da bacia hidro-
gráfica sobre o comportamento dos processos hidrológicos. A quantificação 
da disponibilidade hídrica serve de base para o planejamento e o projeto dos 
recursos hídricos. Alguns exemplos são: abastecimento de água, navegação, 
produção de energia hidrelétrica, controle de enchentes e impacto ambiental. 
A hidrologia é uma ciência de extrema importância para o entendimento da formação 
de rios, lagos e oceanos existentes na superfície terrestre. Os profissionais de hidrologia 
atuam também na prospecção de poços de água e aquíferos.
Em um tempo em que os recursos hídricos, principalmente de água doce, estão 
ficando cada vez mais raros, a hidrologia torna-se uma ciência de grande importância 
para o ser humano.
Princípios de climatologia e hidrologia16
Estudos hidrológicos
A hidrologia científi ca pertence ao contexto do desenvolvimento clássico do 
conhecimento científi co, já a hidrologia aplicada estuda os diferentes fatores 
relevantes ao provimento de água para a saúde e para a produção de comida 
no mundo. 
Hidrologia científica
A hidrologia científi ca se consolidou apenas na segunda parte do século XX, 
por meio do desenvolvimento de programas de observação e quantifi cação 
sistemática dos diferentes processos que ocorrem no ciclo hidrológico. A sub-
divisão, já apresentada, foi expandida, surgindo subáreas mais especializadas, 
como resultado da necessidade crescente da utilização e da preservação da 
bacia hidrográfi ca. Algumas das subáreas que tratam da análise dos proces-
sos físicos que ocorrem na bacia são: hidrometeorologia, geomorfologia, 
escoamento superfi cial, interceptação vegetal, infi ltração, qualidade da água 
e meio ambiente.
A hidrologia como ciência está voltada para a representação dos processos 
físicos que ocorrem na bacia hidrográfica. Em diferentes partes do mundo, 
foram equipadas bacias representativas e experimentais, que permitem ob-
servar em detalhes o comportamento dos diferentes processos. Com base no 
registro das variáveis hidrológicas envolvidas, é possível entender melhor os 
fenômenos e procurar representa-los matematicamente. 
A caracterização dos processos hidrológicos tem sido desenvolvida para 
a microescala (10-8 a 10-2m), ao passo que para a mesoescala (102 a 104m) e 
macroescala (105 a 107m) existem muitas dificuldades, principalmente na 
transferência da teoria usada de uma escala para outra. 
As prioridades científicas em hidrologia, sem ordem hierárquica, são: 
  Componentes químicos e biológicos do ciclo hidrológico: envolvem 
o melhor conhecimento dos processos geoquímicos; 
  Escala dos processos dinâmicos: a dificuldade de transferência entre 
processos que ocorrem em diferentes escalas; 
  Interação entre superfície e atmosfera: interação entre as variáveis 
climáticas e as superfícies; 
  Conhecimento ao nível global do armazenamento e fluxos de água 
e energia;
  Efeitos hidrológicos devido às atividades humanas.
17Introdução à hidrologia
Hidrologia aplicada
A hidrologia aplicada está direcionada aos diferentes problemas que en-
volvem a utilização dos recursos hídricos, preservação do meio ambiente e 
ocupação da bacia. A utilização dos recursos hídricos envolvem os aspectos 
de disponibilidade hídrica, regularização de vazão, planejamento, operação 
e gerenciamento dos recursos hídricos. 
Quanto a preservação do meio ambiente, modificações do uso do solo, 
regularização para controle de qualidade da água, impacto das obras hidráulicas 
sobre o meio ambiente aquático e terrestre, são exemplos de problemas que 
envolvem aspectos multidisciplinares dentro da hidrologia. 
A ocupação da bacia pela população gera duas preocupações distintas. 
A primeira refere-se ao impacto do meio sobre a população por meio das 
enchentes; e a segunda, ao impacto do homem sobre a bacia, mencionado na 
preservação do meio ambiente. 
No Brasil, algumas das principais áreas do desenvolvimento da hidrologia 
aplicada encontram-se nos seguintes aspectos:
  Planejamento e gerenciamento da bacia hidrográfica: o desenvolvi-
mento das principais bacias quanto ao planejamento e controle do uso 
dos recursos naturais requer uma ação pública e privada coordenada. 
  Drenagem urbana: atualmente 75% da população do Brasil ocupa 
o espaço urbano. Enchentes, produção de sedimentos e qualidade da 
água são problemas sérios encontrados em grande parte das cidades 
brasileiras. 
  Energia: a produção de energia hidrelétrica representa 92% de toda 
a energia produzida no país. O potencial hidrelétrico ainda existente 
é significativo, mas essa energia depende da disponibilidade de água, 
da sua regularização por obras hidráulicas e seu impacto sobre o meio 
ambiente. 
  Uso do solo rural: a expansão das fronteiras agrícolas e o intenso uso 
agrícola têm gerado impactos significativos na produção de sedimentos 
e nutrientes nas bacias rurais, resultando em perda de solo fértil e 
assoreamento dos rios. 
  Qualidade da água: o meio ambiente aquático (oceanos, rios, lagos, 
reservatórios e aquíferos) sofre com a falta de tratamento dos despejos 
domésticos e industriais e de cargas de pesticidas de uso agrícola. 
  Abastecimento de água: a disponibilidade de água, que apesar de 
farta em grande parte do país, apresenta limitações nas regiões áridas e 
Princípios de climatologia e hidrologia18
semiáridas do nordeste brasileiro. A redução da qualidade da água dos 
rios e as grandes concentrações urbanas têm apresentado limitações 
quanto à disponibilidade de água para o abastecimento. 
  Irrigação: a produção agrícola nas regiões áridas e semiáridas depende 
essencialmente da disponibilidade de água. No Sul, culturas como o 
arroz utilizam quantidades significativas de água. O aumento da pro-
dutividade passa pelo aumento da irrigação em grande parte do país. 
  Navegação: a navegação interior é ainda pequena, mas com grande 
potencial de transporte. Ela pode ter um peso significativo no desenvolvi-
mento nacional. Os principais aspectos hidrológicos são: disponibilidade 
hídrica para calado, previsão de níveis e planejamento e operação de 
obras hidráulicas para navegação. 
A Lei nº 9.433 de 8 de janeiro de 1997 (BRASIL, 1997), instituiu a Política Nacional de 
Recursos Hídricos e também criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos 
Hídricos. Em seu art. 1º são apresentados os fundamentos dessa política: a água é 
um bem de domínio público; a água é um recurso natural limitado, dotado de valor 
econômico; em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o 
consumo humano e a dessedentação de animais; a gestão dos recursos hídricos 
deve sempre proporcionaro uso múltiplo das águas; a bacia hidrográfica é a unidade 
territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação 
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; a gestão dos recursos 
hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos 
usuários e das comunidades.
A Lei nº 9.984 de 17 de julho de 2000 (BRASIL, 2000), dispõe sobre a criação da Agência 
Nacional de Águas (ANA), entidade federal de implementação da Política Nacional 
de Recursos Hídricos e de coordenação do Sistema Nacional de Gerenciamento de 
Recursos Hídricos. Nessa lei, no art. 4º, a atuação da ANA obedecerá aos fundamentos, 
objetivos, diretrizes e instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos e será 
desenvolvida em articulação com órgãos e entidades públicas e privadas integrantes 
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. 
A hidrologia é uma ciência que se baseia na observação dos processos 
envolvidos no meio físico natural. Para analisar a sazonalidade da ocorrência 
de precipitações, em um determinado local, utilizam-se observações realizadas 
no passado, uma vez que os fenômenos provocados pelos processos hidrológi-
cos na bacia hidrográfica são os eventos meteorológicos, cuja previsão é em 
19Introdução à hidrologia
médio e longo prazos, o conhecimento atual ainda não dispõe de explicações 
suficientes.
O ser humano, desde sua origem, convive com as condições naturais do 
planeta, tanto em seu uso como na sua sobrevivência. Mesmo não conhecendo 
a origem da água e o funcionamento dos fenômenos naturais, as civilizações 
antigas exploraram os recursos hídricos por meio de projetos de irrigação, 
como os do Egito e Mesopotâmia, aquedutos para abastecimento de água 
romanos e irrigação e controle de inundação pelos chineses. 
O desenvolvimento na hidrologia moderna está ligado ao uso da água, ao seu controle 
de ação sobre a população e ao impacto sobre a bacia e o globo terrestre. 
Nos links a seguir (ABREU; CUNHA, 2016; BENINI; MENDIONDO, 2015), você encontrará 
artigos sobre o tema.
Qualidade da água e índice trófico em rio de ecossistema tropical sob impacto 
ambiental. Disponível em: <https://goo.gl/6dHs3E>
Urbanização e Impactos no ciclo hidrológico na bacia do Mineirinho. Disponível 
em: <https://goo.gl/VQ49Mf>
Princípios de climatologia e hidrologia20
ABREU, C. H. M.; CUNHA, A. C. Qualidade da água e índice trófico em rio de ecossistema 
tropical sob impacto ambiental. Revista de Engenharia Sanitária Ambiental, Rio de Janeiro, 
out. 2016. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/esa/2016nahead/1809-4457- esa-
-S1413_41522016144803.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
BENINI, R. M.; MENDIONDO, E. M. Urbanização e impactos no ciclo hidrológico na 
bacia do Mineirinho. Floresta e Ambiente, São Paulo, v. 22, n. 2, p. 211-222, 2015. Dis-
ponível em: <http://www.scielo.br/pdf/floram/v22n2/2179-8087- floram-22-2-211.
pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016. 
BRASIL. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997. Institui a Política Nacional de Recursos 
Hídricos e cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Brasília, 
DF, 1997. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L9433.htm>. 
Acesso em: 24 dez. 2016.
BRASIL. Lei nº 9.984, de 17 de julho de 2000. Dispõe sobre a criação da Agência Nacional 
de Águas – ANA. Brasília, DF, 2000. Disponível em: <https://www.planalto.gov.br/ 
ccivil_03/leis/ L9984.htm#art30>. Acesso em: 24 dez. 2016.
SABESP. Água virtual. São Paulo, [2017a]. Disponível em: <http://site.sabesp.com.br/
site/interna/ Default.aspx?secaoId=105>. Acesso em: 01 fev. 2017.
SABESP. Uso racional da água. São Paulo, [2017b]. Disponível em: <http://site.sabesp.
com.br/site/interna/ Default.aspx?secaoId=137>. Acesso em: 01 fev. 2017.
Leituras recomendadas
BRASIL. Princípios de hidrologia ambiental: curso de aperfeiçoamento em gestão de 
recursos hídricos. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, [2003]. Disponí-
vel em: <http://capacitacao.ana.gov.br/Lists/Editais_Anexos/ Attachments/23/03.
PHidrologiaAmb-GRH-220909.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
PAZ, A. R. da. Hidrologia aplicada. Caxias do Sul: Universidade Estadual do Rio Grande 
do Sul, 2004. Disponível em: <http://www.ct.ufpb.br/~adrianorpaz/artigos/ apos-
tila_HIDROLOGIA_APLICADA_UERGS.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
ROSA, A. H.; FRACETO, L. F.; MOSCHINI-CARLOS, V. (Org.). Meio ambiente e sustentabi-
lidade. Porto Alegre: Bookman, 2012.
23Introdução à hidrologia
PRINCIPIOS DE 
CLIMATOLOGIA E 
HIDROLOGIA
Vanessa de Souza Machado
Bacias hidrográ� cas
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identi� car o que são as bacias hidrográ� cas e suas características.
  Reconhecer a importância da bacia hidrográ� ca e seu balanço hídrico.
  Analisar os conceitos e características físicas das bacias hidrográ� cas.
Introdução
A bacia hidrográfica é uma área do terreno limitada por um divisor de 
águas – elevação entre dois rios –, que apresenta uma crista ou terreno 
alto por onde a água da chuva escoa para uma rede de rios que a drenam. 
Neste texto, você vai estudar as bacias hidrográficas e suas caracte-
rísticas, seu importante papel em um ecossistema e sua influência 
direta em nosso cotidiano. Você também vai aprender os conceitos básicos 
relacionados às bacias hidrográficas.
Bacia hidrográfica e suas características
A bacia hidrográfi ca é uma área do terreno limitada por um divisor de águas, 
elevação entre dois rios, que possui uma crista ou terreno alto onde escoa a 
água da chuva para uma rede de rios que a drenam. A bacia hidrográfi ca pode 
ser pequena ou possuir uma grande região, drenada por um rio principal e 
seus tributários.
Por um terreno em declive, a água de diversas fontes como rios, ribeirões, 
córregos e outros desaguam em um determinado rio, formando, assim, uma 
bacia hidrográfica, conforme você vê na Figura 1. Dessa forma, dizer que 
uma bacia hidrográfica é formada por um rio principal, podendo ser mais de 
um, e um conjunto de afluentes (cursos d’água menores) que desaguam no 
rio principal.
O comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica é diretamente 
influenciado por suas características geomorfológicas, como forma, relevo, 
área, geologia, rede de drenagem, solo e outros.
O Brasil possui a maior Bacia Hidrográfica do mundo, a bacia hidrográfica 
do rio Amazonas (Figura 2), formada por uma longa rede hidrográfica de 
6.110.000 km², que inclusive transcende as fronteiras brasileiras para terras 
do Peru, Bolívia, Colômbia, Equador, Venezuela e Guiana.
Balanço hídrico
A bacia hidrográfi ca é o melhor espaço de avaliação do comportamento e 
balanço hídrico, pois tem um espaço de entrada, a bacia e um local de saída 
bem defi nidos. Em uma bacia, o balanço hídrico é determinado pela fórmula:
S(t + 1) = S(t) + (P − E − Q) · Dt
Figura 1. Bacia hidrográfica.
Fonte: Press et al. (2006, p. 510). 
69Bacias hidrográficas
Onde 
S(t + 1) e S(t) = a quantidade de água no tempo t+1 e t 
P = precipitação na área da bacia no intervalo 
E = evapotranspiração real no intervalo de tempo na bacia 
Q = vazão de saída no intervalo de tempo Dt.
Quando o período de avaliação (Dt) é muito longo, a diferença de arma-
zenamento (S) pode ser considerada desprezível:
P − E = Q
A vazão Q no tempo é o hidrograma de saída da bacia, e representa o 
escoamento superficial e subterrâneo.
A transformação de ecossistemas acaba ocasionando alterações no balanço 
hídrico e pode intensificar processos erosivos, provocar a perda de biodiversi-
dade, desequilíbrios no ciclo do carbono, poluição hídrica, mudanças no regime 
de queimadas e alteração do clima regional. Por isso, a bacia hidrográfica e 
o seu balanço são muito importantes. Veja uma ilustração do balanço hídrico 
em uma bacia hidrográfica na Figura 2.
Figura 2. Imagem da Bacia Hidrográfica do Rio Amazonas, a maior Bacia Hidrográfica do 
mundo.
Fonte: Brasil (2017).
 Princípios declimatologia e hidrologia 70
A importância das bacias e sua influência 
no cotidiano
A bacia hidrográfi ca é essencial para os seres humanos, pois nela ocorre toda 
a dinâmica da água que utilizamos. Entre os usos das bacias estão:
  Consumo humano: é dos rios que a água para consumo é captada. Os 
usos da água são o uso doméstico, o gasto público, através de edifícios 
públicos, fontes ornamentais e proteção contra incêndios, o consumo 
comercial e o industrial.
  Criação de animais: a água é utilizada para cultivar as plantas que 
alimentam o gado e também na hora do abate e produção da carne.
  Uso agrícola e agroindustrial: na agricultura a água é utilizada para 
irrigar a plantação e o futuro processamento dos produtos.
  Uso energético: a água é utilizada para produção de energia por meio 
de hidrelétricas.
  Industrial ou mineração: o uso da água nas indústrias é feito desde 
a incorporação do recurso nos produtos até a lavagem de materiais, 
equipamentos e instalações, além da utilização em sistemas de refri-
geração e geração de vapor.
A água resultante dos processos industriais, chamada de efluente, pode 
provocar a perda de qualidade e descaracterização de um curso d’água e/ou 
lençol freático, morte dos organismos aquáticos, impossibilidade de uso da água 
para uso humano, industrial e turístico, desequilíbrio entre espécies animais, 
podendo ocorrer extinção das espécies endêmicas, e proliferação de doenças.
Comitês de Bacia Hidrográfica
O Comitê de Bacia Hidrográfica é um órgão colegiado da gestão de recursos hídricos 
com atribuições de caráter normativo, consultivo e deliberativo, integrando o Sistema 
Estadual de Gerenciamento de Recursos Hídricos.
Os Comitês devem propiciar o respeito aos diversos ecossistemas naturais, promover 
a conservação e recuperação dos corpos d’água e garantir a utilização racional e 
sustentável dos recursos hídricos.
71Bacias hidrográficas
Conceitos relacionados às bacias hidrográficas
A seguir, você verá os principais conceitos relacionados às bacias hidrográfi cas.
Tributário ou afluente: rio menor que desagua nos rios com maiores 
hidrografias.
Sub-bacias e microbacias: as sub-bacias são áreas de drenagem dos 
tributários do curso d’água principal, possuem áreas maiores que 100 km² 
e menores que 700 km². A microbacia possui toda sua área com drenagem 
direta ao curso principal de uma sub-bacia, várias microbacias formam uma 
sub-bacia, que ossuem a área inferior a 100 km2.
Curvas de nível: são linhas que representam a altitude de um terreno. 
As curvas de nível constituem a forma mais utilizada para representação do 
relevo nas cartas, mapas e plantas topográficas.
Pontos cotados: são a projeção ortogonal de um ponto do terreno no plano 
da carta com a indicação de sua altitude. São usados em pontos notáveis do 
terreno, como topos de morros e fundos de vales.
Divisor de água ou interflúvios: linha que representa os limites da bacia, 
determinando o sentido de fluxo da rede de drenagem e a própria área de 
captação da bacia hidrográfica. 
Declividade: é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano 
horizontal.
Vertente: qualquer superfície que possua uma inclinação superior a 2°, 
ângulo suficiente para haver escoamento da água.
Leito fluvial: é o canal de escoamento de um rio.
Leito da vazante: região mais baixa da bacia hidrográfica, onde o rio 
escoa em época de seca, ou seja, com sua menor vazão anual.
No link a seguir você encontrará um vídeo sobre a importância dos Comitês de Bacia 
Hidrográfica, apresentado pelo Presidente do Comitê da Bacia Hidrográfica do rio 
São Francisco, Anivaldo Miranda (CBH SÃO FRANCISCO, 2012). Acesse: <https://goo.
gl/zufSTA>
 Princípios de climatologia e hidrologia 72
Leito menor: é o leito do rio propriamente dito, por ser bem encaixado e 
delimitado, caracterizando-se também como a área de ocupação da água em 
época de cheia.
Leito maior: denominado também como planície de inundação, é nessa 
área que ocorrem as cheias mais elevadas, denominadas enchentes.
Figura 3. Leito fluvial de um rio meandrante amazônico.
Fonte: Filipe Frazao / Shutterstock.com.
Conceitos relacionados às características 
físicas da bacia
Os itens a seguir apresentam os conceitos relacionados às características 
físicas de bacia hidrográfi ca.
Área de drenagem: é a área plana e seus divisores topográficos. A área de 
uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. 
Forma da bacia: tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia. 
Igualmente importante, é o formato da bacia hidrográfica, que geralmente 
apresentam duas formas básicas, com tendência a serem circulares ou alon-
gadas. A forma circular tem tendência de promover maior concentração da 
73Bacias hidrográficas
enxurrada em um trecho menor do canal principal da bacia, promovendo 
vazões maiores e adiantadas, ao passo que a forma alongada produz maior 
distribuição da enxurrada ao longo do canal principal, amenizando, portanto, 
as vazões e retardando as vazões máximas.
Rede de drenagem: a rede de drenagem é um conjunto de canais de esco-
amento inter-relacionados que formam a bacia hidrográfica. Esses canais são 
dispostos em hierarquias, rios de primeira ordem, rios de segunda ordem e, 
assim, sucessivamente. Os rios de primeira ordem correspondem às nascentes, 
onde o volume de água ainda é baixo. Os rios de segunda ordem correspondem 
à junção de dois rios de primeira ordem e os rios de terceira ordem, a junção 
de dois rios de segunda ordem.
Características do relevo da bacia: o relevo de uma bacia hidrográfica 
influencia os fatores meteorológicos e hidrológicos, pois a velocidade do 
escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, já a tem-
peratura, a precipitação e a evaporação estão relacionadas à altitude da bacia.
Características geológicas: tem relação direta com a infiltração, armaze-
namento da água no solo e com a suscetibilidade de erosão dos solos.
Características agro-climáticas: são caracterizadas principalmente pelo 
tipo de precipitação e pela cobertura vegetal.
 Princípios de climatologia e hidrologia 74
PRINCÍPIOS DE 
CLIMATOLOGIA E 
HIDROLOGIA 
Vanessa de Souza Machado
Infiltração
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Descrever o processo de in� ltração – evolução do per� l de umidade.
  Identi� car as características da in� ltração.
  Avaliar os fatores que intervêm na capacidade de in� ltração.
Introdução
Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água atravessa a 
superfície do solo. Neste texto você vai estudar o conceito de infiltração 
e sua importância, bem como os poluentes existentes no solo. 
Processo de infiltração
Infi ltração é a passagem de água da superfície para o interior do solo. É um 
processo que depende fundamentalmente de:
  Disponibilidade de água para infiltrar.
  Natureza do solo.
  Estado da camada superficial do solo.
  Quantidades de água e ar inicialmente presentes no interior do solo.
O espaço disponível para a água se acumular e se movimentar no interior 
do solo é determinado pelos vazios existentes entre os grãos que compõem a 
estrutura do solo. A porosidade é o parâmetro capaz de especificar a máxima 
retenção de água no solo. Já o teor de umidade do solo será sempre menor ou 
igual à porosidade. Por fim, a relação entre o volume de água e o volume de 
vazios da amostra define o grau de saturação do solo. 
As camadas superiores do solo vão se umedecendo de cima para baixo à 
medida que a água infiltra pela superfície, sendo o perfil de umidade alte-
rado gradativamente. Enquanto houver uma quantidade de água, o perfil de 
umidade evolui e tende a saturar em toda a profundidade, sendo a superfície 
o primeiro nível a saturar. 
É importante observar que a infiltração decorrente de precipitações naturais 
não é capaz de saturar todo o solo, restringindo-se a saturar apenas as camadas 
próximas à superfície, quandoconsegue.
Pode-se observar que nas camadas inferiores do solo é encontrada uma 
zona de saturação, conhecida como lençol freático, mas ela só terá influência 
no fenômeno da infiltração se sua localização for próxima, isto é, estar situada 
a pouca profundidade.
Após a passagem da água pela superfície do solo, ou seja, quando deixa de 
haver infiltração, a umidade no interior do solo se redistribui, evoluindo para 
um perfil inverso com os menores teores de umidade próximos à superfície 
e maiores nas camadas mais profundas. Há, então, uma tendência de um 
movimento descendente da água, provocando um molhamento das camadas 
inferiores e dando origem ao fenômeno que recebe o nome de redistribuição. 
Nem toda a umidade é drenada para as camadas mais profundas do solo, pois 
uma parte é transferida para a atmosfera através da evapotranspiração.
Você pode ver perfil típico de umidade do solo durante a infiltração es-
quematizado na Figura 1.
Figura 1. Perfil de umidade do solo durante a infiltração.
Fonte: Tucci (2013).
H0
L
Zona de transmissão
Zona de transição
Zona de umedecimento
Zona de saturação
Frente de umedecimento
θi θs
Umidade (θ)
Princípios de climatologia e hidrologia90
  Zona de saturação: corresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm. É 
uma zona em que o solo está saturado, ou seja, com um teor de umidade 
igual ao teor de umidade de saturação. 
  Zona de transição: é uma zona com espessura em torno de 5 cm, cujo 
teor de umidade decresce rapidamente com a profundidade. 
  Zona de transmissão: é a região do perfil através da qual a água é 
transmitida. Essa zona é caracterizada por uma pequena variação da 
umidade em relação ao espaço e ao tempo. 
  Zona de umedecimento: é uma região caracterizada por uma grande 
redução no teor de umidade com o aumento da profundidade. 
  Frente de umedecimento: compreende uma pequena região na qual 
existe um grande gradiente hidráulico e uma variação significativa 
da umidade. A frente de umedecimento representa o limite visível da 
movimentação de água no solo.
Características da infiltração 
A capacidade de infi ltração (CI ou f) é o potencial que o solo tem de absorver 
água pela sua superfície, também conhecido como, a quantidade máxima 
de água que pode infi ltrar no solo em um determinado intervalo de tempo, 
portanto, tem dimensão de comprimento por tempo e é medida em mm/h ou 
mm/dia. 
A medida da capacidade de infiltração é obtida em termos de uma altura de 
lâmina d’água, por unidade de tempo: representada, fisicamente, pelo volume 
de água que o solo pode absorver, por unidade de área, na unidade de tempo.
Essa capacidade só é atingida durante uma chuva se houver excesso de 
precipitação. Caso contrário, a taxa de infiltração da água do solo não é 
máxima, não se igualando à capacidade de infiltração. 
Deve-se fazer distinção entre os conceitos de capacidade de infiltração 
e taxa real de infiltração, uma vez que esta última só acontece quando há 
disponibilidade de água para penetrar no solo. Portanto, ela apresenta mag-
nitude alta no início do processo e, com o transcorrer dele, atinge um valor 
aproximadamente constante após um longo período de tempo. Reforçamos 
que este valor é denominado taxa de infiltração estável, comumente conhecido 
com VIB (velocidade de infiltração e infiltração acumulada em função do 
tempo para solo inicialmente seco e úmido).
As curvas, em função do tempo, da taxa real de infiltração e da capacidade 
de infiltração de um solo somente coincidem quando o aporte superficial de 
91Infiltração
água (proveniente de precipitações e mesmo de escoamentos superficiais de 
outras áreas) tem intensidade superior ou igual à capacidade de infiltração. 
Se uma precipitação atinge o solo com uma intensidade (i) menor que a 
capacidade de infiltração (CI ou f) toda a água penetra no solo, provocando uma 
progressiva diminuição da própria capacidade de infiltração. Se a precipitação 
continuar, dependendo da sua intensidade, poderá ocorrer um instante em que 
a capacidade de infiltração diminui, ao ponto de se igualar à intensidade da 
precipitação. A partir desse momento, mantendo-se a precipitação, a infiltra-
ção real se processa na mesma taxa da capacidade de infiltração, que passa 
a decrescer exponencialmente com o tempo, tendendo a um valor mínimo.
Cessada a precipitação, e não havendo aporte de água na superfície do solo, 
a taxa de infiltração real anula-se com rapidez, ao passo que a capacidade de 
infiltração volta a crescer, já que o solo continua a perder umidade para as 
camadas mais profundas, além das perdas por evapotranspiração. 
Capacidade de infiltração
A infi ltração é um processo que depende, em maior ou menor grau, de diversos 
fatores que a infl uenciam, entre eles destacam-se:
Condição da superfície: a natureza da superfície considerada é fator 
determinante no processo de infiltração. Áreas urbanizadas apresentam me-
nores velocidades de infiltração que áreas agrícolas, principalmente quando 
têm cobertura vegetal.
Tipo de solo: a capacidade de infiltração varia diretamente com a po-
rosidade do solo, com o tamanho das partículas do solo e, também, com a 
distribuição granulométrica e o estado de fissuração das rochas. Portanto, a 
textura e a estrutura são propriedades que influenciam expressivamente a 
infiltração.
Condição do solo: em geral, o preparo do solo tende a aumentar a capa-
cidade de infiltração. No entanto, se as condições de preparo e de manejo 
do solo forem inadequadas, a sua capacidade de infiltração poderá tornar-se 
inferior a de um solo sem preparo, principalmente se a cobertura vegetal 
presente sobre o solo for removida.
Grau de umidade do solo: o solo no estado seco tem maior capacidade 
de infiltração, em razão de a ação gravitacional se somar às forças capilares. 
Pode-se dizer que quanto maior for a umidade do solo, menor será a capacidade 
de infiltração. Também devemos considerar que: para um mesmo solo, a capa-
cidade de infiltração será maior quanto mais seco estiver o solo inicialmente.
Princípios de climatologia e hidrologia92
Carga hidráulica: quanto maior for a carga hidráulica, isto é a espessura 
da lâmina de água sobre a superfície do solo, maior será a taxa de infiltração.
Compactação pela ação de homens e animais: a compactação da superfí-
cie do solo o torna mais impermeável, diminuindo a capacidade de infiltração. 
Ação da precipitação sobre o solo: o efeito da compactação da superfí-
cie do terreno e do transporte através da ação da chuva sobre o solo tende a 
diminuir a capacidade de infiltração. 
Alteração da macroestrutura do terreno: a capacidade de infiltração pode 
ser aumentada pela alteração da macroestrutura do solo devido a fenômenos 
naturais, como escavações de animais, decomposição de raízes de plantas e 
ação do sol e à ação do homem no cultivo da terra (aração). 
Cobertura vegetal: a presença da cobertura vegetal tende a aumentar 
a capacidade de infiltração do solo, pois atenua a ação da chuva e facilita a 
atividade de insetos e outros animais no processo de escavação. Ainda, por 
dificultar o escoamento superficial e por retirar a umidade do solo, possibilita 
a ocorrência de maiores valores da capacidade de infiltração. 
Temperatura do solo: a infiltração é um fenômeno de fluxo de água no 
solo. Assim, sua medida depende da temperatura da água mensurada por meio 
de sua capacidade de infiltração, da qual depende a sua viscosidade. Menores 
temperaturas provocam o aumento da viscosidade, portanto, é possível dizer 
que a velocidade de infiltração aumenta com a temperatura, devido à dimi-
nuição da viscosidade da água.
Presença de ar: o ar retido temporariamente nos espaços intergranulares 
retarda a infiltração da água.
93Infiltração
A capacidade de infiltração de um solo pode ser medida com a utilização de aparelhos 
denominados infiltrômetros. Os infiltrômetros são, em geral, de dois tipos: 
1. Os infiltrômetros propriamente ditos, de anel metálico, que utilizam a aplicação de 
águapor inundação (mantém sempre um aporte de água na superfície).
2. Os simuladores de chuva, que utilizam a aplicação de água por aspersão. 
Os infiltrômetros do primeiro tipo são tubos cilíndricos, curtos e feitos de chapa 
metálica com diâmetro entre 20 e 90 cm. Eles são cravados verticalmente no solo, 
de modo a sobrar uma pequena altura livre. Existem duas variações do infiltrômetro 
de anel metálico, dependendo da variação utiliza-se um ou dois tubos concêntricos. 
Quando se utilizam dois tubos, o externo tem o papel de prover a quantidade de água 
necessária ao espalhamento lateral devido aos efeitos de capilaridade. Assim, a infil-
tração propriamente dita é medida considerando a área limitada pelo cilindro interno. 
Durante o experimento, mantém-se sobre o solo uma pequena lâmina de 5 a 10 
mm de água nos dois compartimentos. Para obter o valor de f, divide-se a taxa de 
aplicação da água pela área da seção transversal do tubo interno.
Os principais inconvenientes relacionados ao uso de infiltrômetros e que causam 
erros nas medidas, são: 
  ausência do efeito de compactação da chuva; 
  fuga do ar retido para a área externa aos tubos; 
  deformação da estrutura do solo com a cravação dos tubos. 
Os infiltrômetros do segundo tipo, chamados de simuladores de chuva, são aparelhos 
nos quais a água é aplicada por aspersão, com taxa uniforme superior a capacidade 
de infiltração, exceto para um breve intervalo de tempo inicial. As áreas delimitadas de 
aplicação da água são normalmente de formato retangular ou quadrado, de 0,10 m2 até 
40 m2 de superfície. Essas áreas são circundadas por canaletas que recolhem a água do 
escoamento superficial. Medem-se, nos testes, a quantidade de água adicionada e o 
escoamento superficial resultante, deduzindo-se o valor da capacidade de infiltração.
Princípios de climatologia e hidrologia94
Se em um solo com baixa capacidade de infiltração for adicionado água, a uma taxa 
elevada, a taxa de infiltração será correspondente à capacidade de infiltração daquele 
solo. Deverá existir empoçamento da água na superfície e escoamento superficial 
daquela água. Uma taxa excedente à capacidade de infiltração do solo poderá ocorrer. 
À medida que se vai adicionando água no solo, a frente de umedecimento vai 
atingindo uma profundidade cada vez maior, diminuindo, assim, a diferença de umidade 
entre essa frente e a camada superficial, que vai se tornando cada vez mais úmida. 
Com isto, a taxa de infiltração vai se reduzindo de forma substancial, até um valor 
praticamente constante, característico de cada tipo de solo. 
Portanto, a taxa de infiltração depende diretamente da textura e da estrutura do solo 
e, para um mesmo solo, depende do teor de umidade na época da chuva ou irrigação, 
da porosidade e da existência de camada menos permeável (camada compactada) 
ao longo do perfil. 
Quando uma precipitação atinge o solo com intensidade menor do que a capacidade 
de infiltração, toda a água penetra no solo, provocando progressiva diminuição na 
própria capacidade de infiltração. 
95Infiltração
TUCCI, C. E. M. (Org.). Hidrologia: ciência e aplicação. 4. ed. Porto Alegre: UFRGS/
ABRH, 2013.
Leituras recomendadas
BRASIL. Princípios de hidrologia ambiental: curso de aperfeiçoamento em gestão de 
recursos hídricos. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, [2003]. Disponí-
vel em: <http://capacitacao.ana.gov.br/Lists/Editais_Anexos/Attachments/ 23/03.
PHidrologiaAmb-GRH-220909.pdf>. Acesso em: 24 dez. 2016.
PINHEIRO, A.; TEIXEIRA, L. P.; KAUFMANN, V. Capacidade de infiltração de água em 
solos sob diferentes usos e práticas de manejo agrícola. Ambi-Agua, Taubaté, v. 4, 
n. 2, p. 188-199, 2009. Disponível em: <http://www.ambi-agua.net/seer/index.php/
ambi-agua/article/viewFile/211/343>. Acesso em: 02 fev. 2017.
ROSA, A. H.; FRACETO, L. F.; MOSCHINI-CARLOS, V. (Org.). Meio ambiente e sustentabi-
lidade. Porto Alegre: Bookman, 2012.
Referência
PRINCÍPIOS DE 
CLIMATOLOGIA 
E HIDROLOGIA 
Vanessa de Souza Machado
Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094
M149p Machado, Vanessa de Souza.
 Princípios de climatologia e hidrologia / Vanessa de 
 Souza Machado. – Porto Alegre : SAGAH, 2017.
 182 p. : il. ; 22,5 cm. 
 ISBN 978-85-9502-072-6
 1. 1. Climatologia. 2. Hidrologia. I. Título. 
CDU 551.58+556
Escoamento super� cial
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Caracterizar o escoamento super� cial.
 Identi� car os fatores que in� uenciam o escoamento super� cial.
 Estudar os poluentes existentes nas águas super� ciais.
Introdução
O escoamento superficial é a fase do ciclo hidrológico que trata 
da ocorrência e do transporte da água na superfície da terrestre. O 
escoamento superficial tem origem, fundamentalmente, nas precipitações 
e constitui a mais importante das fases do ciclo hidrológico, uma vez que 
a maioria dos estudos está ligada ao aproveitamento da água superficial 
e à proteção contra os fenômenos provocados pelo seu escoamento.
Neste texto, você vai estudar os conceitos associados ao escoamento 
superficial e sua importância, assim como identificar os poluentes exis-
tentes nas águas superficiais.
Características do escoamento superficial
O escoamento superfi cial tem sua origem, fundamentalmente, nas precipita-
ções. Constitui a mais importante das fases do ciclo hidrológico, uma vez que 
a maioria dos estudos relaciona-se ao aproveitamento da água superfi cial e à 
proteção contra os fenômenos provocados pelo seu escoamento.
Para descrever a ocorrência do escoamento superficial, como fase do ciclo 
hidrológico, é necessário considerar alguns fatos. Quando uma chuva atinge 
determinada área ou bacia hidrográfica, parte de suas águas é interceptada pela 
vegetação, de onde evapora posteriormente, e o restante atinge a superfície do 
solo. A água que atinge a superfície do solo tem uma parte retida nas depressões 
do terreno, outra que se infiltra e o restante escoa pela superfície do terreno.
O escoamento superficial abrange desde o excesso de precipitação posterior 
a uma chuva suficientemente intensa, até o escoamento da água em um rio. 
No segundo caso, a água do escoamento no leito do rio provém do excesso de 
precipitações, bem como da alimentação proveniente das águas subterrâneas.
As grandezas que caracterizam o escoamento superficial em uma bacia 
hidrográfica são: a vazão do curso d’água principal, o coeficiente de escoamento 
superficial da bacia, a precipitação efetiva, o tempo de concentração, a frequ-
ência de ocorrência das vazões e o nível de água que se correlaciona à vazão.
 A vazão ou descarga superficial, representada por Q, é o volume de
água que atravessa a seção transversal ao escoamento, na unidade de
tempo. Esse volume de água escoado na unidade de tempo é a principal
grandeza a caracterizar o escoamento, e sua unidade é normalmente
expressa em m3/s. É comum os dados que caracterizam uma bacia
hidrográfica, como as vazões máximas, médias e mínimas do curso
d’água principal.
 O coeficiente de escoamento superficial, ou coeficiente de deflúvio
superficial, ou ainda coeficiente de runoff, representado por C, é definido 
pela razão do volume de água escoado superficialmente por ocasião
de uma chuva (Vols) e pelo volume total da água precipitada (VolT). É
importante ressaltar que esse coeficiente pode se referir a uma chuva
isolada ou a um intervalo de tempo no qual várias chuvas ocorreram. Na
prática, conhecido o coeficiente de runoff para uma determinada chuva 
intensa de dada duração, pode-se determinar o escoamento superficial
de outra precipitação intensa de magnitude diferente da primeira, mas
de mesma duração.
 A precipitação efetiva ou excedente (Pef), é a medida da altura da parcela
da chuva caída que provoca o escoamento superficial. É normalmente
referida a um determinado intervalo de tempo de duração da chuva ou
à duração da chuva total, em eventos complexos. Para eventos simples,
aprecipitação efetiva pode ser calculada em termos da altura definida
pela razão do volume de água escoado superficialmente (Vols) e pela
área da projeção horizontal da superfície coletora (A2).
 O tempo de concentração relativo a uma seção transversal do curso
d’água (tc) é o intervalo de tempo contado a partir do início da preci-
pitação, necessário para que toda a bacia hidrográfica correspondente
passe a contribuir com a vazão na seção considerada. Refere-se à soma
Princípios de climatologia e hidrologia80
do tempo de encharcamento da camada superficial do solo mais o tempo 
que a partícula da água de chuva, que cai no ponto mais distante da 
seção considerada, leva para a atingir através do escoamento superficial.
  A frequência de ocorrência das vazões para um determinado intervalo 
de tempo de observação das vazões em uma seção do curso d’água, a 
frequência da vazão (Q0) representa o número de suas ocorrências nesse 
intervalo. Na análise do escoamento provocado por chuvas intensas, a 
frequência representa o número de vezes em que a vazão de magnitude 
Q0 foi igualada ou superada no intervalo de tempo considerado.
  O nível de água que se correlaciona à vazão refere-se, aqui, à altura 
atingida pela água na seção transversal do escoamento natural. É es-
tabelecido sempre em relação a uma determinada referência. Pode ser 
um valor instantâneo ou corresponder à média tomada em determinado 
intervalo de tempo. Em seções especiais de cursos d’água naturais, o 
nível d’água, normalmente medido por meio de uma régua, é correla-
cionado à vazão do escoamento. Essas seções são denominadas “seções 
de controle” e a curva que graficamente relaciona a leitura da régua 
(nível d’água) à vazão é conhecida como “curva-chave”.
Fatores que influenciam o escoamento 
superficial
Os principais fatores que infl uenciam no escoamento superfi cial são de natu-
reza climática – aqueles relacionados à precipitação –, os decorrentes da ação 
antrópica – aqueles relacionados ao uso do solo e obras hidráulicas realizadas 
no rio e no seu entorno – e os fi siográfi cos – aqueles que são determinados 
pelo relevo da bacia. 
A seguir, você verá cada um dos fatores que influenciam o escoamento 
superficial:
  Fatores de natureza climática: influenciam o escoamento superficial 
e são resultantes das características de intensidade e duração da precipi-
tação. O escoamento superficial também é influenciado pelas condições 
de umidade conferida ao solo decorrente de uma precipitação anterior. 
Em relação a essas características, pode-se afirmar:
 ■ Quanto maior a intensidade da precipitação, mais rápido o solo atin-
girá a sua capacidade de infiltração, situação em que o excesso da 
precipitação poderá, então, escoar superficialmente.
81Escoamento superficial
■ A duração da precipitação tem influência direta no escoamento
superficial, ou seja, haverá tanto mais oportunidade de ocorrer es-
coamento superficial quanto maior for a duração da chuva.
■ A precipitação que ocorre quando o solo já está úmido, devido a uma
chuva anterior, terá maior chance de produzir escoamento superficial.
 Fatores fisiográficos: são os mais importantes a influenciar o esco-
amento superficial, pois representam a área e a forma da bacia hidro-
gráfica, a capacidade de infiltração e a permeabilidade do solo e a
topografia da bacia. Entre eles:
■ A influência da área da bacia hidrográfica é óbvia, pois corresponde
à superfície coletora da água de chuva, quanto maior a sua extensão,
maior a quantidade de água que a bacia pode captar.
■ Sobre a influência da forma da bacia hidrográfica sobre o escoamento
superficial gerado por uma dada chuva pode-se dizer que as bacias
compactas tendem a concentrar o escoamento no canal principal que
drena a bacia, aumentando os riscos de inundação.
■ Para uma dada chuva, quanto maior a capacidade de infiltração do
solo, menor o escoamento superficial resultante.
■ A permeabilidade do solo influi diretamente na capacidade de in-
filtração, isto é, quanto mais permeável for o solo, maior será a
velocidade do escoamento da água subterrânea e, em consequência,
maior a quantidade de água que ele poderá absorver pela superfície
por unidade de tempo. Assim, o aumento da permeabilidade do solo
corresponde a uma diminuição do volume do escoamento superficial.
■ O efeito da topografia sobre o escoamento superficial se faz sentir por 
meio da declividade da bacia, do traçado e da declividade dos cursos
d’água que drenam a bacia, bem como da presença de depressões
acumuladoras na superfície do solo.
 Fatores decorrentes da ação antrópica: são fatores que influenciam
o escoamento superficial decorrente de obras hidráulicas construídas
em uma bacia, mais especificamente:
■ Em uma barragem acumulando água em seu reservatório, por ocasião
de uma chuva intensa, reduz as vazões máximas de escoamento e
retarda a sua propagação para jusante.
■ A retificação de um rio tem efeito inverso ao do retardamento pro-
duzido pela barragem, por exemplo, em um curso d’água retificado
tem-se aumentada a velocidade do escoamento superficial. Ainda,
na derivação de água da bacia ou para a bacia (transposição), o uso
Princípios de climatologia e hidrologia82
da água para irrigação e abastecimento e a drenagem do terreno 
podem se constituir em importantes fatores. 
Poluentes nas águas superficiais
A poluição pode ser defi nida como a introdução de uma substância no ambiente 
em níveis que levam à perda dos benefícios de um recurso ou degradação da 
saúde dos seres humanos, da vida selvagem ou dos ecossistemas. Os poluentes 
são despejados em sistemas aquáticos a partir de fontes pontuais, como a 
tubulação de descarga dos efl uentes de uma instalação ou aglomerado urbano, 
e a partir de fontes não pontuais (também chamadas de difusas), como o 
escoamento superfi cial de água da chuva e transferência da atmosfera para 
o sistema aquático. O fl uxo de massa de um poluente é denominado por sua 
carga e expresso em unidades de massa por unidade de tempo. 
O enfoque no manejo da poluição varia com o tipo de material em ques-
tão. Macropoluentes, como nitrogênio, fósforo, matéria orgânica e sólidos 
suspensos são despejados em rios do mundo todo em dezenas de milhões de 
toneladas por ano.
As águas superficiais são utilizadas, por vezes, para descarga direta ou 
indireta de águas residuais. Essas águas encontram-se poluídas quando as 
suas características físicas, químicas e/ou biológicas estão alteradas, pela 
ação do ser humano, de modo que a sua utilização para o fim a que se destina 
é inviabilizada. 
A crescente poluição hídrica é resultante do desenvolvimento acelerado e 
incontrolado das atividades econômicas e do crescimento demográfico, que 
não foram acompanhados pela construção equilibrada de infraestruturas de 
saneamento básico. Os efeitos nocivos de poluição hídrica incidem diretamente 
sobre o ser humano, causando perturbações na saúde e alterações no comporta-
mento das populações; na economia, como indústria e turismo; e no ambiente, 
pela degradação da paisagem e perturbação ou alteração dos ecossistemas.
As principais origens de poluição de águas superficiais e subterrâneas são:
  Efluentes domésticos.
  Efluentes industriais.
  Efluentes da agropecuária.
  Lixiviação de solos e resíduos.
  Agricultura intensiva.
  Intrusão salina.
83Escoamento superficial
Existem, ainda, outras origens de poluição das águas. Apesar de geralmente 
apresentarem menor dimensão, periculosidade ou concentração, algumas 
merecem referência e, em muitos casos, atenção especial.
 Efluentes domésticos: são responsáveis por uma elevada carga de
poluente nos cursos de água, constituindo igualmente uma ameaça
à qualidade das águas subterrâneas, face às trocas existentes entre
águas subterrâneas/águas superficiais. As suas cargas orgânicas, bem
como as grandes quantidades de agentes microbiológicos – bactérias e
vírus – descarregados com as águas residuais, constituem uma ameaça
para a saúde das populações. Alémdisso, principalmente nos centros
urbanos, onde exista uma atividade significativa de pequena e média
indústria, comércio ou serviços, assume importância o aparecimento
nas águas residuais de metais pesados e outros produtos químicos, que
na maioria dos casos não são eliminados nas estações de tratamento
de águas residuais urbanas (ETAR). Por isso, muitas vezes, o fato de
existir uma ETAR não é suficiente para resolver todas as situações
de poluição. É ainda significativa a existência de casos episódicos de
elevada carga de poluente nos efluentes depois de tratados, devido a
caudais, cargas excessivas ou ainda deficiências de exploração.
 Efluentes industriais: a indústria é também uma grande consumidora
de água, sendo responsável pela sua mais grave forma de poluição. Isso 
se deve não só às elevadas cargas de poluentes descarregadas, mas tam-
bém a sua periculosidade. As águas de processo, contaminadas com os
mais diversos produtos químicos perigosos, integram cargas poluentes
elevadas, que o meio receptor dificilmente é capaz de depurar. As águas
de lavagem de equipamentos industriais e as águas de arrefecimento,
descarregadas em grandes volumes e a temperaturas mais elevadas que
o meio receptor, modificam profundamente as condições ecológicas dos
cursos de água. Em muitos casos, para além do efeito tóxico imediato ou
cancerígeno de alguns poluentes, existe o perigo da bioacumulação nos 
organismos, com consequências em toda a cadeia alimentar. É exemplo
disso alguns metais pesados, entre eles o mercúrio.
 Efluentes da pecuária: assumem importância e são semelhantes na sua
composição aos efluentes domésticos. Muitas explorações de pecuária
têm efluentes equivalentes a povoações de média dimensão, com a
particularidade de os teores em azoto orgânico e amoniacal serem muito
elevados e com consequências particulares nas águas.
Princípios de climatologia e hidrologia84
 Lixiviação de solos e resíduos: os aterros de resíduos sólidos urbanos
ou deposições selvagens de resíduos industriais, sem condições ade-
quadas de impermeabilização nem cuidados de gestão, dão origem a
efluentes de lixiviação altamente contaminados, que poluem águas de
superfície e subterrâneas. Também as aplicações de pesticidas herbicidas
e adubos, em períodos incorretos podem dar origem ao seu arrastamento 
provocando contaminação.
 Agricultura intensiva: a aplicação excessiva de adubos e pesticidas
nas atividades agrícolas pode provocar uma possível migração para
o meio hídrico. A aplicação de pesticidas por via aérea, quando não
realizada com os cuidados especiais, pode atingir as linhas da água.
Referimos, ainda, à utilização incorreta e abusiva de fertilizantes e
produtos químicos nas práticas agrícolas conducentes ao arrastamento
desses poluentes para os aquíferos.
 Intrusão salina: é o fenômeno pelo qual uma massa de água salgada
penetra em uma massa de água doce. Nas zonas litorâneas, a exploração
intensiva das águas subterrâneas pode fazer baixar perigosamente o
nível da água nos aquíferos, provocando a penetração da água do mar
e, desse modo, a sua progressiva salinização.
Como medidas de controle para solucionar o problema de poluição 
hídrica, você pode considerar as medidas preventivas e as medidas curativas. 
As medidas curativas são:
 Tratamento das águas residuais urbanas;
 Tratamento das águas residuais industriais;
 Correta gestão dos resíduos sólidos.
As medidas preventivas são:
 Utilização de tecnologias menos poluentes;
 Vigilância e controle;
 Campanhas de informação.
85Escoamento superficial
As bacias íngremes produzem escoamento superficial mais rápido e mais volumoso, 
por ser menor a chance de infiltração. Já a presença das depressões acumuladoras 
de água retarda o escoamento superficial, que passa a ocorrer somente após terem 
sido excedidas essas capacidades retentoras. 
O traçado e a declividade dos cursos d’água definem a maior ou menor velocidade 
com que a água de chuva, escoando superficialmente, atinge as calhas naturais e 
deixa a bacia.
Ainda, é importante ressaltar que quando há a presença de uma barragem, ela 
propicia a regularização das vazões. As águas reservadas nos períodos chuvosos 
podem permitir a manutenção de uma vazão aproximadamente constante a sua 
jusante, sobretudo nos períodos de estiagem.
É interessante destacar sobre o escoamento superficial: 
 Em dada seção transversal de um curso d’água, as variações das vazões instantâneas, 
decorrentes de chuvas intensas, são tão maiores, quanto menor for a área da bacia 
de contribuição a montante dessa seção. 
 Para uma mesma área da bacia de contribuição, as variações das vazões instan-
tâneas no curso d’água são tão maiores e dependerão tanto mais das chuvas de
alta intensidade quanto:
 ■ Maiores forem as declividades do terreno.
 ■ Maior for a declividade do curso d’água.
 ■ Menores forem as depressões retentoras de água.
 ■ Menores forem as quantidades de água infiltrada.
 ■ Mais retilíneo for o traçado do curso d’água.
 ■ Menores forem as áreas cobertas por vegetação.
 É comum empregarem-se palavras como cheia, enchente e inundação relacionando-
-as ao nível de água atingido em um período chuvoso ou por ocasião de uma
chuva intensa isolada. 
 ■ Cheia ou enchente: corresponde a uma elevação acentuada do nível d’água que,
entretanto, mantém-se dentro do próprio leito normal do curso d’água natural. 
 ■ Inundação: é uma elevação não usual do nível d’água, de modo a provocar
transbordamento e, em geral, prejuízos materiais e, até mesmo, riscos de vida. 
Esclarece-se que uma condição atual de cheia pode se transformar em inundação, 
quando o leito maior ou várzea for ocupado por construções, como costuma acontecer 
especialmente em áreas urbanas.
Princípios de climatologia e hidrologia86
1. Quanto às grandezas que 
caracterizam o escoamento 
superficial em uma bacia 
hidrográfica , assinale a 
alternativa correta.
a) Nível de água é a grandeza 
que mede o tempo gasto para 
que toda a bacia contribua 
para o escoamento superficial 
na seção considerada.
b) O tempo de concentração 
é relativo a uma seção 
transversal do curso d’água.
c) A precipitação efetiva ou 
excedente é definida pela 
razão do volume de água 
escoado superficialmente 
por ocasião de uma chuva.
d) Coeficiente de escoamento 
superficial é a principal 
grandeza que caracteriza o 
escoamento superficial.
e) Vazão é a altura do nível 
d’água em relação a um 
nível de referência.
2. O ciclo da água, conhecido 
cientificamente como ciclo 
hidrológico, é constituído por 
processos de transferência de 
água. Assinale a alternativa 
correta para o processo que 
representa o movimento das 
águas na superfície terrestre.
a) Infiltração.
b) Precipitação.
c) Escoamento superficial.
d) Evaporação.
e) Transpiração.
3. O escoamento superficial 
também é influenciado pelas 
condições de umidade conferida 
ao solo decorrente de uma 
precipitação anterior. Em relação 
a essa característica, de natureza 
climática, pode-se afirmar:
a) A permeabilidade do 
solo influi diretamente na 
capacidade de infiltração.
b) Quanto maior a intensidade 
da precipitação, mais 
rápido o solo atingirá a sua 
capacidade de infiltração.
c) Quanto maior a área 
impermeabilizada maior o 
escoamento superficial.
d) A duração da precipitação 
tem influência indireta no 
escoamento superficial.
e) A precipitação que ocorre 
quando o solo está seco, 
devido a uma chuva anterior, 
terá maior chance de produzir 
escoamento superficial.
4. Os fatores que influenciam no 
escoamento superficial podem ser 
de natureza climática, fisiográfica 
e antrópica. Assinale a alternativa 
correta que aponta um parâmetro 
de natureza antrópica.
a) Precipitação antecedente.
b) Área.
c) Permeabilidade do solo.
d) Topografia da bacia.
e) Obras hidráulicas 
construídas nas bacias.
87Escoamento superficial
BRASIL. Princípios de hidrologia ambiental: curso de aperfeiçoamento em gestão de 
recursos hídricos. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, [2003]. Disponí-vel em: <http://capacitacao.ana.gov.br/Lists/Editais_Anexos/ Attachments/23/03.
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GROTZINGER, J.; JORDAN, T. Para entender a Terra. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
MARTINS, J. R. S. Gestão da drenagem urbana: só tecnologia será suficiente? Artigo 
Científico, São Paulo, p. 1-11, jul. 2012. Disponível em: <http://www.daee.sp.gov.br/
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12 fev. 2017.
ROSA, A. H.; FRACETO, L. F.; MOSCHINI-CARLOS, V. (Org.). Meio ambiente e sustentabi-
lidade. Porto Alegre: Bookman, 2012.
Leituras recomendadas
5. Com relação aos contaminantes 
das águas de escoamento 
superficial, marque a alternativa 
que apresenta efluentes 
perigosos à saúde das pessoas.
a) Esgoto doméstico.
b) Efluentes da pecuária.
c) Resíduos sólidos.
d) Efluentes industriais.
e) Lixiviação de solos.
Princípios de climatologia e hidrologia88