hidrologia e drenagem urbana

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HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 1 
 
 
Hidrologia e drenagem urbana 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 2 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 
 
Conceitos Gerais de Hidrologia 
 
De uma forma geral entende–se como Hidrologia a ciência que estuda a água no 
nosso planeta, destacando as suas ocorrências, formas de circulação, sua 
distribuição e as propriedades físicas e químicas relacionadas com o meio 
ambiente. 
 
Os estudos hidrológicos são fundamentais para: 
 
• Projeções e dimensionamentos de obras hidráulicas; 
• Avaliação e aproveitamento de recursos hídricos: 
 
✓ hidroelétricas – mais de 90% da energia produzida no país; 
✓ abastecimento urbano – 75% da população do Brasil estão em áreas 
urbanas; 
✓ irrigação – escolha dos mananciais e estudos de evaporação e 
infiltração; 
✓ navegabilidade – obtenção de dados e estudos sobre construção e 
manutenção de canais e rios navegáveis; 
✓ drenagem – estudo de precipitações, bacias de contribuição e nível 
d´água nos cursos d´água. 
✓ regularização de cursos d´água – estudo das variações de vazão. 
 
• Controle de inundações – previsão de vazões máximas 
• Controle e previsão de secas 
✓ estudos das vazões mínimas 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 3 
• Controle de poluição 
✓ vazões mínimas de cursos d´água, capacidade de reaeração e 
velocidade. 
 
Breve histórico da hidrologia 
 
Identificamos a importância da água na história da humanidade quando constatamos 
que os povos e as civilizações se desenvolveram às margens de rios e lagos. 
 
Fatos marcantes da história da hidrologia, serão listados a seguir: 
 
• Existem registros que no Egito Antigo, na época dos faraós, existiram obras de 
irrigação e drenagem. Também na Mesopotâmia, na região conhecida como 
Crescente Fértil, entre os rios Tigre e Eufrates, a água já era usada para 
irrigação; 
 
• Os filósofos gregos foram os primeiros a estudar a hidrologia como ciência. 
Como exemplo podemos mencionar Anaxágoras, que viveu entre 500 e 428 a. 
C e chegou à conclusão que as chuvas eram importantes na manutenção do 
equilíbrio hídrico na Terra; 
 
• Leonardo da Vinci aprofundou o conhecimento do ciclo hidrológico; 
 
• Perrault, no século 17, analisou a relação precipitação-vazão, comparando os 
dados da precipitação com dados da vazão; 
 
• No século 19 se iniciam as medições sistemáticas de vazão e precipitação; 
 
• Até a década de 30 prevalece o empirismo, que procura descrever os 
fenômenos naturais; enquanto até a década de 50 é predominante o uso de 
indicadores estatísticos dos processos envolvidos; 
 
 
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• O computador, aliado ao avanço de técnicas estatísticas e cálculos numéricos, 
proporcionou um grande avanço na hidrologia e modelos de precipitação-vazão 
foram desenvolvidos colaborando com avanços na hidrologia estocástica. Além 
disso, o escoamento subterrâneo, a limnologia e a modelação matemática de 
processos constituem outras técnicas importantes que foram desenvolvidas. 
 
 
Disponibilidade de água doce no planeta 
 
De toda a água existente na Terra (1.380.000 km³), 97,3% é água salgada e apenas 
2,7% é água doce. 
 
A água doce disponível na Terra (37.000 km³) é encontrada em: 
• Calotas polares (28.564 km³), em forma de gelo, correspondendo a 77,20% 
água doce disponível na Terra; 
• águas subterrâneas (8.288 km³), correspondendo a 22,40%; 
• lagos e pântanos (128 km³), correspondendo a 0,35%; 
• atmosfera (16 km³), correspondendo a 0,04 %; 
• rios (4 km³), correspondendo a apenas 0,01%. 
 
 
 
 
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Figura 1 – Distribuição de água na Terra de acordo com os continentes 
Fonte: CARVALHO (2006) 
 
 
A disponibilidade renovável de água doce nos continentes pode ser estimada nas 
seguintes porcentagens: 
ÁFRICA: 10,00%; 
AMÉRICA DO NORTE: 18,00%; 
AMÉRICA DO SUL: 23,10%; 
ÁSIA: 31,60%; 
EUROPA: 7,00%; 
OCEANIA: 5,30%; 
ANTÁRTIDA: 5,00%. 
 
77,20%
22,40%
0,35%
0,04%
0,01%
Distribuição de água na Terra
ÁFRICA AMÉRICA DO NORTE AMÉRICA DO SUL ÁSIA EUROPA
 
 
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Figura 2 - A disponibilidade renovável de água doce nos continentes 
Fonte: CARVALHO (2006) 
 
 
O Brasil é um país privilegiado, pois dispõe de 13,8% de toda água doce do planeta. 
 
 
Hidrologia e suas subáreas: 
 
• Hidrometeorologia: trata da água na atmosfera; 
• Limnologia: estuda os lagos e reservatórios; 
• Potamologia: estuda os rios; 
• Oceanografia: estuda os oceanos; 
• Hidrogeologia: estudas as águas subterrâneas; 
• Glaciologia: trata da ocorrência de neve/gelo na natureza. 
 
Ciclo hidrológico 
O comportamento natural da água quanto à sua ocorrência, transformações de estado 
e relações com a vida humana é bem caracterizado por meio do ciclo hidrológico. O 
ciclo hidrológico é composto de duas fases principais: uma atmosférica e outra 
terrestre. 
ÁFRICA
10%
AMÉRICA DO 
NORTE
18%
AMÉRICA DO 
SUL
23%
ÁSIA
32%
EUROPA
7%
OCEANIA
5%
ANTÁRTIDA
5%
DISPONIBILIDADE DE ÁGUA DOCE
 
 
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• armazenamento temporário de água; 
• transporte; 
• mudança de estado. 
 
O ciclo hidrológico pode ser descrito da seguinte forma: 
• Inicialmente ocorre a evaporação da água dos oceanos e a decorrente formação 
do vapor de água; 
• dependendo das diversas condições ocorre o que é denominado precipitação, 
este vapor precipita na forma de chuva, neve, granizo etc.; 
• parte desta precipitação evapora e não chega nem a atingir a superfície 
terrestre; 
• a outra parte da precipitação atinge a superfície de lagos e oceanos, onde parte 
dessa água evapora; 
• da precipitação que atinge a superfície terrestre ocorre o processo chamado 
interceptação: onde parte dessa água é interceptada pela cobertura vegetal, e 
a partir daí uma parte evapora e o restante da água escorre até o solo; 
• da precipitação que chega ao solo, parte dela se infiltra subsuperficialmente 
(infiltração), e uma parte desta escoa até corpos d’água próximos, como rios e 
lagos (escoamento subsuperficial); 
• uma parte infiltrada percola atingindo os aquíferos (percolação), que escoam 
lentamente até rios e lagos (escoamento subterrâneo); 
• ainda quanto à parte da precipitação que atinge o solo, esta vai escoar 
superficialmente (escoamento superficial), sendo retida em depressões do solo 
e sofrerá infiltração, evaporação ou será absorvida pela vegetação. O “restante” 
do escoamento superficial segue para rios, lagos e oceanos, governada pela 
gravidade; 
• a vegetação que retém água das depressões do solo e das infiltrações, elimina 
vapor d’água para a atmosfera (transpiração), através do processo de 
fotossíntese; 
 
 
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• a água que alcança os rios seja por escoamento superficial, subsuperficial ou 
subterrâneo ou precipitação direta, segue para lagos e oceanos, também 
governada pela gravidade. 
 
 
 
Figura 3 - Componentes do ciclo hidrológico 
Fonte: (CARVALHO e DA SILVA; 2006) 
 
Fatores que contribuem para a grande variabilidade nas manifestações do 
ciclo hidrológico: 
 
• A energia solar não atinge os diferentes locais na superfície da Terra de 
maneira uniforme; 
• O diferente comportamento térmico dos continentes em relação aos 
oceanos devido à variabilidade espacial de seus solos e as respectivas 
coberturas vegetais; 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 9 
• A quantidade de vapor d´água, CO2 e ozônio na atmosfera (Aquecimento 
global); 
• A influência do movimento de rotação e inclinação do eixo terrestre na 
circulação atmosférica; 
• O movimento de translação e inclinação do eixo terrestre, que são 
responsáveis pelas mudanças nas estações do ano. 
 
O ciclo hidrológico movimenta enormes quantidades de água no planeta, com ciclos 
considerados rápidos e outros muito lentos, se comparados entre si. 
 
O quadro abaixo ilustra alguns períodosmédios de renovação da água nos diferentes 
“reservatórios”. Tais valores dizem respeito ao tempo necessário para que toda a água 
contida em cada um dos reservatórios seja renovada – dentro de uma visão bastante 
simplificada, é claro, da “entrada”, “circulação” e “saída” de água neles. 
 
Quadro 1: Período de renovação da água em diferentes reservatórios na 
Terra. 
 
Reservatórios Período médio de 
renovação 
Oceanos 2.500 anos 
Águas subterrâneas 1.400 anos 
Umidade do solo 1 ano 
Áreas permanentemente 
congeladas 
9.700 anos 
Geleiras em montanhas 1.600 anos 
Solos congelados 10.000 anos 
Lagos 17 anos 
Pântanos 5 anos 
Rios 16 dias 
Biomassa algumas horas 
 
 
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Vapor d'água na atmosfera 8 dias 
 
Fonte: Adaptado de Shiklomanov (1997) 
 
Corroborando as afirmações de da Paz (2004), o homem vem modificando o meio em 
que vive, de modo a “adequá-lo” às suas necessidades, o que repercute em sensíveis 
alterações do ciclo hidrológico. 
Dentre estas modificações podemos citar: 
• o barramento de rios, que modifica o regime de escoamento, aumenta a 
evaporação e eleva o nível das águas subterrâneas (lençol freático), além de 
outras consequências sobre a biota aquática; 
• a impermeabilização do solo devido à urbanização, o que diminui a parcela de 
água infiltrada e aumenta o escoamento superficial, causando alagamentos; 
• o desmatamento, na medida em que diminui a interceptação, deixando os solos 
expostos à ação das gotas de chuva e do escoamento superficial, que erodem 
o solo e transportam os nutrientes e sedimentos para rios e lagos. 
 
Dinâmica climática 
Nas últimas décadas as alterações climáticas, sobretudo o aumento da temperatura 
mundial, têm preocupado não somente cientistas, mas governantes, políticos, 
organizações não governamentais, ambientalistas e a população em geral. 
 
Podemos visualizar na Figura 4 que o perfil vertical da atmosfera terrestre apresenta 
várias camadas definidas de acordo com a variação da temperatura, a concentração 
de gases e suas propriedades elétricas. A troposfera é a camada mais próxima da 
superfície terrestre, na qual a temperatura decresce com a altitude. Nela ocorrem os 
principais fenômenos meteorológicos (vento, precipitação, furacões etc.). A 
estratosfera está logo acima da troposfera, e contém a camada de gás ozônio, que 
absorve a radiação ultravioleta do Sol. Pelo fato de a estratosfera ser muito estável, é 
nela que os aviões a jato circulam. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 11 
A mesosfera é a terceira camada e, em sua parte superior, apresenta ar rarefeito e 
temperaturas mais baixas que a troposfera e a estratosfera. Acima da mesosfera está 
a termosfera, uma camada eletrificada na qual há grande concentração de íons e 
elétrons livres que refletem alguns tipos de ondas de rádio. Acima de todas essas 
camadas está a exosfera, a camada mais externa da atmosfera, na qual orbitam os 
satélites artificiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 4 - Camadas da atmosfera 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
Elementos e fatores climáticos 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 12 
Os elementos do clima e os fatores climáticos ou fatores geográficos do clima 
condicionam os diferentes tipos de tempo e de clima no mundo. Para entender a 
distribuição climática mundial e a distribuição climática brasileira, temos de 
compreender, primeiro, quais são os elementos que compõem o clima, como eles se 
relacionam entre si (temperatura e umidade, por exemplo) e como são influenciados 
pelos fatores climáticos. 
 
Os elementos climáticos são os atributos físicos que representam as propriedades da 
atmosfera de um lugar. Os elementos mais importantes são a temperatura, a umidade 
e a pressão. 
 
Latitude 
 
O clima de um lugar depende também da latitude, pois ela define a maneira como os 
raios solares atingem a superfície da Terra. A linha do Equador é o paralelo em que os 
raios solares incidem de modo menos inclinado. Por isso, o clima tende a ser mais 
quente nessa região do planeta. 
 
Lugares situados em latitudes elevadas recebem os raios solares de maneira mais 
inclinada. Assim, quanto maior a latitude, maior a inclinação com que os raios solares 
atingem a superfície da Terra e menos elevadas são as temperaturas. 
 
Altitude 
 
As diferenças de altitude acarretam mudanças na temperatura e na pressão 
atmosférica. À medida que a altitude aumenta, a pressão fica menor, pois diminui o 
peso da coluna de ar acima da superfície. Inversamente, quando a altitude diminui, 
aumentam a pressão e a densidade atmosférica. 
 
Considerando-se dois lugares de mesma latitude e diferentes altitudes, aquele mais 
elevado apresentará temperaturas mais baixas, obedecendo à proporção de 0,6 °C a 
menos para cada 100 metros a mais de altitude. 
 
 
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Figura 5 – Efeito da inclinação da Terra na temperatura 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
Maritimidade e continentalidade 
 
Os mares e oceanos têm papel fundamental no clima e, juntamente com os demais 
fatores, influenciam as variações de temperatura e de umidade. 
 
A Maritimidade caracteriza as regiões próximas de grandes massas líquidas (mares e 
oceanos), determinando a ocorrência de elevada umidade e pequena variação da 
temperatura. Com a Continentalidade ocorre o oposto: quanto mais distante o lugar 
estiver do litoral, menor será a umidade e maior será a variação da temperatura. É por 
causa desse efeito que uma região costeira sofre a influência moderadora do oceano 
de maneira mais intensa. Já outra região, localizada no interior do continente, sofre 
maior contraste entre as temperaturas de inverno e verão. 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 14 
 
Correntes oceânicas 
 
As correntes oceânicas são movimentos horizontais de grandes massas de água. 
Causadas pela rotação da Terra e pela ação dos ventos constantes, elas interagem 
com a dinâmica das massas de ar, influenciando o clima e definindo áreas secas e 
chuvosas. Tal fato ocorre porque as águas frias superficiais dos oceanos e mares levam 
ao resfriamento do ar, dificultando a formação de nuvens e chuvas. Assim, em regiões 
costeiras onde prevalecem correntes oceânicas frias há um predomínio de climas com 
umidade reduzida. Áreas banhadas por correntes quentes apresentam um clima mais 
úmido devido ao aquecimento e à ascensão do ar e à formação de nuvens e chuvas. 
 
No Brasil atuam as correntes das Guianas (ou do Norte do Brasil), Sul Equatorial, do 
Brasil e das Malvinas (ou das Falklands). A corrente do Brasil é uma corrente quente 
que flui próxima à costa nordeste na direção sul. A corrente das Malvinas é uma 
corrente fria que acompanha o litoral Sul e Sudeste do Brasil. 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 15 
Figura 6 – As correntes marítimas 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
Massas de ar e frentes 
 
As massas de ar são partes da atmosfera com considerável extensão horizontal e com 
características homogêneas de temperatura, pressão e umidade. Elas deslocam-se 
carregando aspectos das condições climáticas do local em que se formaram. Ao longo 
do seu trajeto, as massas de ar alteram as características do tempo atmosférico e 
sofrem modificações de temperatura e de umidade, resultado da interação com as 
características da superfície sobre a qual se deslocam. 
 
A origem das massas de ar pode ser tropical (massa de ar tropical) ou polar (massa 
de ar polar). Quando são formadas sobre o oceano as massas de ar são úmidas; 
quando são formadas sobre o continente as massas de ar quase sempre são secas, 
excetuando-se as formadas na região equatorial, que também são úmidas. 
 
As principais fontes produtoras de massas de ar no mundo são as planícies árticas 
cobertas de neve da América do Norte, Europa e Ásia; os oceanos subtropicaise 
tropicais; o deserto do Saara na África; e os interiores continentais da Ásia, Europa e 
América do Norte. As massas de ar são muito importantes para a compreensão da 
dinâmica atmosférica, pois têm influência direta sobre os tempos e climas de suas 
áreas de atuação. 
Quando duas massas de ar de diferentes temperaturas se encontram, ocorre uma 
brusca variação nas condições do tempo (temperatura, umidade, vento etc.) na zona 
de contato entre elas. As faixas de transição entre essas massas de ar são 
denominadas frentes, que podem ser frias ou quentes. Observe o esquema abaixo: 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – Processo de formação das frentes fria e quente 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
Tipos de Frente “Frontais” 
 
Frente quente: É o deslocamento da massa de ar mais quente para a massa de ar 
mais fria onde, em um determinado ponto, o ar quente tende a se elevar, ascender 
ou até mesmo substituir um ar mais frio (conforme o esquema apresentado). O 
deslocamento ocorre do Equador para os polos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8 – Encontro da frente quente com a massa de ar frio 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
“É de grande importância saber que essa ocorrência, em termos de Hidrologia e 
Drenagem, influi muito em bacias hidrográficas grandes”. (MENDONÇA, 2007) 
Frente Fria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9 - Encontro da frente fria com a massa de ar quente 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
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É o deslocamento de uma massa de ar mais fria para uma massa de ar quente, com 
penetração em forma de cunha, provocando a ascensão do ar quente. A inclinação é 
em torno de 1:40 Km a 1:80 Km, com deslocamento de 50 Km/h a 80 Km/h, do Polo 
Sul para o Equador (SW – NE) HS e no HN (NW – SE). 
 
Frente oclusa: no encontro entre duas frentes, ou seja, uma frente fria alcançando 
uma frente quente, o ar quente entre as frentes é elevado da superfície até ocorrer a 
oclusão completa (ver esquema abaixo). Existem dois tipos de frente oclusa. 
 
Oclusão fria e quente 
 
 
Figura 10 – Frente oclusa 
Fonte: MENDONÇA (2007) 
 
 
 
 
 
 
 
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Depressões Térmicas: 
 
A ocorrência deste fenômeno não causa mal tempo generalizado, salvo em condições 
em que o ar atmosférico esteja muito úmido. No deserto quente, as depressões 
térmicas provocam ventos convectivos secos e quentes. Nas latitudes médias, as 
depressões térmicas estão sempre associadas a trovoadas, principalmente no verão. 
São as causadoras da conhecida chuva de verão ou chuvas convectivas localizadas, 
com grande intensidade e curta duração. 
 
Na região Sudeste do Brasil, mais precisamente no Estado de São Paulo, as chuvas 
convectivas ocorrem no período vespertino, quando o sentido predominante é de NW 
para SE. 
 
Formação: 
 
Estratos: Nuvens em camadas baixas, cinzentas, bastante uniformes, pouco acima 
do nível de condensação acima de 20 metros de altitude (nuvens baixas) – chuviscos. 
 
Cúmulos: Nuvens baixas, isoladas ou esparsas, densas, em forma de torre ou couve-
flor, com base escura média (sombra de base). 
 
Estratos – Cúmulos: Nuvens baixas, estratificadas, que apresentam revoluções 
verticais, esbranquiçadas e alongadas. Tem uma espessura irregular na camada 
superior e prenunciam uma relativa densidade, com possível tendência a gerar 
chuvisco e garoas. 
 
Nimbos – Estratos: Nuvens baixas, com base apresentando horizontalização e 
sombra relativamente escura, com a tendência de gerar breves precipitações bem 
localizadas. Elas sempre estão associadas a nuvens Estrato–Cúmulos e são alongadas. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 20 
Nimbos: São nuvens densas de altitude em torno de 2,5 Km, localizadas abaixo dos 
Altos–Estratos, são bem escuras devido à espessura superior e provocam chuvas fortes 
e trovoadas. São as nuvens de descarga de precipitação das convectivas. 
 
Cúmulos–Nimbos: São nuvens situadas logo acima das nuvens Nimbos, que 
mostram grande espessura vertical, e também podem se localizar na parte 
intermediária entre os Nimbos e a Bigorna, logo abaixo do nível de congelamento (10 
Km). 
 
Cirro–Cúmulos: São as nuvens localizadas próximas ao nível de congelamento na 
altitude em torno de 10 Km a 11 Km, mostram aspecto lácteo, dissociadas em flocos 
(céu encarneirado) e são carregadas de gelo. 
 
Cirro-Stratos: São nuvens altas, componentes do topo da bigorna, nas nuvens 
espessas, numa altitude entre 10,5 Km a 11,5 km, não ocultam o Sol nem a Lua, e às 
vezes mostram o halo (reflexão do espectro). 
 
Cirros-Fibratus: São nuvens mais altas e prenunciam mudança de tempo (chuvas), 
são conhecidas popularmente como “rabo de galo”. 
 
Depressão de Ar Polar 
 
Esse tipo de depressão se desenvolve no ar instável dos polos, ocorrendo 
principalmente no inverno com duração de um a dois dias, durante os quais trazem 
chuvas e muita instabilidade. 
 
Depressões de Sotavento 
 
Sotavento são os deslocamentos de ar que atravessam o relevo (figura abaixo); já os 
deslocamentos que chegam são chamados de Barlavento. No Nordeste brasileiro, o 
Barlavento é chamado de “Barravento”. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 21 
 
Figura 11 – Formação do Sotavento 
 
Conceito de bacia hidrográfica 
 
A expressão “bacia hidrográfica” é usada para denotar a área de captação natural da 
água de precipitação, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída 
chamado de exutório. A bacia é constituída por um conjunto de superfícies vertentes 
– terreno sobre o qual escoa a água precipitada – e de uma rede de drenagem formada 
por cursos d’água que confluem até resultar em um leito único no exutório. 
 
 
 
 
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Figura 12 – Superfícies vertentes e rede de drenagem que compõem uma bacia 
hidrográfica 
Fonte: EPA (1998) 
 
 
A bacia hidrográfica deve ser entendida como um sistema físico aberto, onde a entrada 
é o volume de água precipitado e a saída o volume escoado pelo exutório. Ressalta-
se que nem toda a precipitação (entrada de água) se torna escoamento no exutório 
(saída) ou fica armazenada na própria bacia. Há perdas intermediárias, relativas aos 
volumes evaporados, transpirados (pela vegetação) ou infiltrados profundamente. Tais 
volumes de água representam a parcela da entrada no sistema que é “perdida” para 
a atmosfera ou para camadas profundas do subsolo. (DA PAZ, 2004) 
 
Uma bacia hidrográfica evidencia a hierarquização dos rios, ou seja, a organização 
natural por ordem de menor volume para os de maior volume, que vai das partes mais 
altas para as mais baixas. 
 
 
 
 
 
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Figura 13 – Representação de escoamento das áreas superficiais de uma bacia 
hidrográfica 
Fonte: (FRANCISCO, 2017) 
 
 
 
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Figura 14 – Representação da bacia hidrográfica como um sistema aberto 
Fonte: DA PAZ (2004) 
 
 
A ideia de bacia hidrográfica está associada à noção da existência de nascentes, 
divisores de águas e características dos cursos de água, principais e secundários, 
denominados afluentes e subafluentes. 
 
Uma bacia hidrográfica mostra a organização natural por ordem de menor volume para 
os afluentes de maior volume, que vão das partes mais altas para as mais baixas. 
 
A Bacia como Unidade de Planejamento 
 
A necessidade de promover a recuperação ambiental e a manutenção de recursos 
naturais escassos como a água, fez com que, a partir da década de 70, o conceito de 
bacia hidrográfica passasse a ser difundido e consolidado no mundo. 
 
Para enfrentar problemas como poluição, escassez e conflitos pelo uso da água, foi 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 25 
preciso reconhecer a bacia hidrográfica como um sistema ecológico,que abrange 
todos os organismos que funcionam em conjunto numa dada área. 
 
Vamos entender como os recursos naturais estão interligados e são dependentes: 
 
Exemplos 
 
Quando o curso de um rio é alterado para levar esgotos para longe de uma 
determinada área, acaba por poluir outra região. 
Da mesma forma, a impermeabilização do solo em uma região provoca o escoamento 
de águas para outra, que passa a sofrer com enchentes. 
 
 
 Figura 15 - Fundão – Ilha do Governador, Rio de Janeiro (RJ) 
 
 
 Figura 16 - Enchente – Rio de Janeiro 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 26 
 
 
Tornou-se necessário, diante de exemplos como esses, reconhecer na dinâmica das 
águas que os limites geográficos para trabalhar o equilíbrio ecológico têm que ser o 
da bacia hidrográfica - o espaço territorial determinado e definido pelo escoamento, 
drenagem e influência da água, do ciclo hidrológico na superfície da Terra - e não 
aquelas divisões políticas artificiais definidas pela sociedade, como municípios, estados 
e países, que não comportam a dinâmica da natureza. 
 
 
Desde que o homem passou viver em sociedades organizadas e reconheceu a 
importância de controlar a disponibilidade de água potável, surgiram as primeiras 
tentativas da humanidade de modificar o ambiente natural. 
 
É interessante frisar que o desenvolvimento de atividades como a agricultura e a 
urbanização sempre estiveram ligados ao controle da água. Civilizações do antigo 
Egito, da China, Índia e Mesopotâmia eram chamadas de civilizações hidráulicas, e a 
ascensão e queda desses povos está intimamente ligada aos usos e abusos da água. 
 
O mesmo acontece com a nossa sociedade onde todo desenvolvimento de regiões 
urbanizadas e rurais é definido de acordo com a disponibilidade das águas doces, ou 
seja, sua quantidade e qualidade. Portanto, para promover o desenvolvimento 
sustentável e o intercâmbio entre regiões com interesses comuns, ou entre as que 
brigam pelo direito de utilizar a água para determinado fim, foi preciso reconhecer e 
adotar o conceito de bacia hidrográfica como Unidades de Planejamento. 
 
 
No Brasil esse conceito (Bacia Hidrográfica como Unidades de Planejamento), 
passou a ser desenvolvido em meados dos anos 1970. 
 
 
 
 
 
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O Brasil reúne 8 grandes bacias hidrográficas: 
 
 
Figura 17 – Bacias hidrográficas do Brasil 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 28 
 
Figura 17 – Escoamento das bacias hidrográficas brasileiras 
 
Bacias Hidrográficas Brasileiras 
 
A distribuição da água no Brasil não é uniforme e as regiões mais populosas e 
industrializadas apresentam menor disponibilidade de recursos hídricos. 
 
Esse é um dos fatores que obriga o país a adotar um sistema nacional de recursos 
hídricos, com gestão integrada, tendo a BACIA HIDROGRÁFICA como unidade de 
gerenciamento. 
 
Distribuição dos Recursos Hídricos por População em % no Brasil 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 29 
 
 
Figura 18 – Distribuição de recursos hídricos por região: Norte 68% Nordeste 3% 
Centro Oeste 16% Sudeste 6% Sul 7% 
 
Com o objetivo de respeitar as diversidades sociais, econômicas e ambientais do País, 
o Conselho Nacional de Recursos Hídricos e a ANA (Agência nacional de águas) – 
propuseram a definição de 12 principais regiões hidrográficas brasileiras: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
N NE CO SE S
População
Recursos
Hídricos
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 30 
 
A Divisão Hidrográfica Nacional 
 
 
Figura 19 – Divisão hidrográfica por regiões 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20 - Rede hidrográfica é conjunto formado por um rio principal e por todos os 
cursos de água tributários (afluentes e subafluentes) 
Fonte: PAIVA (2004) 
1- Amazônica; 
2 - Tocantins Araguaia; 
3 - São Francisco; 
4 - Atlântico NE Ocidental; 
5 - Atlântico NE Oriental; 
6 – Parnaíba; 
7 - Atlântico Leste; 
8 - Atlântico SE; 
9 – Paraná; 
10 – Paraguai; 
11 – Uruguai; 
12 - Atlântico Sul. 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 32 
 
Ordenamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21 - Elementos topográficos de uma bacia hidrográfica 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
O rio modela a paisagem criando formas de relevo variadas ao longo do seu percurso. 
A erosão provocada pelo rio designa-se por erosão fluvial. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 33 
 
Figura 22 – Ilustração esquemática de um Curso de um determinado Rio. 
 
Curso superior do rio – apresenta vales em garganta (V) com declives 
acentuados. 
Curso médio do rio – apresenta vales em V aberto. Nesta parte do percurso do 
rio as águas correm com algum vigor. 
Curso inferior do rio – o rio corre em áreas mais ou menos planas, de fraco declive. 
O vale é bastante largo e com reduzida altitude. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 34 
 
Figura 23 – Erosão fluvial 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
Fases de erosão – seja ao longo do perfil longitudinal ou ao longo do tempo, 
podemos distinguir três fases de erosão de um rio: a juventude, a maturidade e a 
velhice. 
 
Fase da juventude – Nesta fase os rios, geralmente, correm entre montanhas. 
Devido ao maior declive, as águas do rio correm com grande velocidade e a ação 
erosiva predominante é o desgaste. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 35 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24 – Juventude da erosão 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
Fase da maturidade – O declive é menor e as águas do rio perdem parte de sua 
velocidade. O desgaste dá lugar ao transporte dos aluviões. Quando o caudal é 
maior, devido a chuvas ou degelo, podem ocorrer cheias e então ocorre a deposição 
de aluviões nas margens. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24 – Maturidade da erosão 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
 
Fase da velhice – As águas do rio têm uma baixa velocidade devido ao declive quase 
nulo. A acumulação dos aluviões é elevada. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 25 – Velhice da erosão 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
Delimitação da bacia hidrográfica 
 
Normalmente, os limites da bacia são estabelecidos analisando a topografia do terreno 
(relevo) através das curvas de nível (linhas indicativas da altitude do terreno – cotas 
– em relação a um referencial, como o nível do mar). Seja utilizando mapas impressos 
ou arquivos eletrônicos, a bacia hidrográfica é delimitada identificando as áreas de 
maior cota, que constituem os chamados divisores topográficos da bacia. 
 
Como o escoamento se dá pela ação da gravidade, e a bacia é definida como o 
conjunto de áreas que contribuem para um ponto, é fácil perceber que as regiões de 
terreno mais elevado estabelecem uma divisão entre a parte do terreno cujo 
escoamento segue até o rio em questão e a parte cujo escoamento segue para outro 
rio de outra bacia. 
 
Também é importante ter em mente o conceito de “bacias dentro de bacias”, o qual é 
ilustrado pela figura 26. Tendo o ponto A como base, a área contribuinte, a bacia 
hidrográfica, é a indicada em tal figura. Entretanto, essa bacia está inserida na bacia 
do ponto B que, por sua vez, está contida na bacia do ponto C. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 37 
Assim, conforme a escala em que se trabalhe e, principalmente, o interesse do estudo 
a ser realizado, serão tomadas as bacias “maiores” ou as sub-bacias e microbacias. 
 
 
 
Figura 26 – Delimitação da área contribuinte conforme o ponto considerado (A, B ou 
C, cuja localização é indicada pelas setas). 
Fonte: PAIVA (2004) 
 
 
Escoamento Superficial 
 
Definição 
 
É uma das fases do ciclo hidrológico que trata da ocorrência e do transporte da água 
na superfície terrestre. 
 
O escoamento superficial é muito importante para os profissionais que estudam ou 
trabalham com hidrologia e drenagem urbana, pois a maioria dos estudoshidrológicos 
está ligada ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra fenômenos 
causados por seu deslocamento. 
Principais fatores que de alguma forma influenciam o escoamento superficial: 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 38 
 
Climáticos 
• Intensidade de chuva; 
• Duração de chuva; 
• Precipitação antecedente. 
 
Fisiográficos 
 
• Área da bacia; 
• Forma da bacia; 
• Probabilidade; 
• Condições topográficas; 
• Capacidade de infiltração. 
 
Obras hidráulicas 
 
• Barragens 
 
Diminuem a velocidade de escoamento superficial. 
 
• Retificação de trechos de rios 
 
Aumentam a velocidade de escoamento superficial. 
 
Tipos de Escoamento na bacia 
 
• Escoamento superficial; 
• Escoamento subsuperficial; 
• Escoamento subterrâneo. 
 
Processos da parte terrestre do ciclo hidrológico 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 27: Ilustração esquemática dos processos terrestres do ciclo hidrológico 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Chuva, infiltração, escoamento superficial 
Podemos ilustrar, para conhecimento, o processo esquemático de um escoamento 
superficial ocasionado pela chuva e incorporando as infiltrações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28. Chuva + escoamento superficial + infiltração 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 40 
 
Escoamentos superficiais e subterrâneos 
 
Observamos na ilustração abaixo a caracterização da chuva, infiltração, escoamento 
superficial, e o escoamento subterrâneo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura. 29 - Chuva + infiltração + escoamentos superficiais e subterrâneos 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
Escoamento subsuperficial 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 29 – 
Esquema do escoamento subsuperficial 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Depois da chuva: Escoamento subsuperficial e escoamento subterrâneo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 31 – Escoamento após a chuva 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Estiagem: apenas escoamento subterrâneo 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 42 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 32 - Estiagem 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Estiagem: apenas escoamento subterrâneo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 33 - Estiagem 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 43 
Estiagem muito longa: é o mesmo que rio seco em locais com rios 
intermitentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 34 – Estiagem muito longa 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
Formação do Escoamento Superficial 
 
• Precipitação que atinge áreas impermeáveis; 
• Precipitação intensa que atinge áreas de capacidade de infiltração limitada; 
• Precipitação que atinge áreas saturadas. 
 
Áreas impermeáveis 
• Geração de escoamento superficial é quase imediata; 
• Infiltração é quase nula. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 44 
O uso e a consequente alteração do solo urbano promove a impermeabilização das 
áreas construídas, como telhados, ruas, passeios, residências, estacionamentos, 
prédios comerciais e industriais, entre outras construções. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 35 - Impermeabilização em estacionamentos 
 
 
Áreas de capacidade de infiltração limitadas 
 
Podem ser consideradas como áreas de baixa capacidade de infiltração: 
• Gramados; 
• Solos compactados; 
• Solos muito argilosos. 
 
 
Figura 36 - solos 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 45 
Capacidade de infiltração 
 
A infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água atravessa a superfície do 
solo. É um processo de grande importância prática, pois afeta diretamente o 
escoamento superficial, que é o componente do ciclo hidrológico responsável pelos 
processos de erosão e inundações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 37 – Gráfico da relação entre infiltração e tempo 
 
 
Infiltração e escoamento em áreas de solo saturado 
 
Podemos observar nas próximas ilustrações a influência da capacidade de infiltração 
em solo saturado e com baixa saturação. Esta influência está diretamente proporcional 
com o escoamento superficial. 
 
 
tempo 
Infiltração 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 46 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 38. 
Infiltração com solo com baixa saturação 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
 
 
Figuras 39 e 40 - Infiltração com solo saturado e demonstrativo da água resultante de 
escoamento 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Geração de Escoamento 
 
Acontece quando a intensidade da precipitação é maior do que a capacidade de 
infiltração do solo. 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 41 - 
Precipitação e capacidade de infiltração do solo 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Na próxima ilustração, poderemos visualizar quando a precipitação atinge áreas 
saturadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 42 - Processo de precipitação e áreas saturadas 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Hidrograma 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 48 
Podemos entender o Hidrograma como a representação gráfica da vazão ao longo do 
tempo que ilustra o resultado da interação de todos os componentes do ciclo 
hidrológico. 
 
Na construção de um hidrograma a heterogeneidade da bacia hidrográfica é levada 
em consideração bem como os caminhos que a água percorre em um determinado 
tempo nesta bacia. 
 
Na Figura 41 a seguir ilustramos os aspectos de um hidrograma para chuvas 
(precipitações) de curta duração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 43 - Formação de um hidrograma com precipitações de curta duração. 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Formação do Hidrograma 
 
Na Figura 42 observamos as fases de um hidrograma: 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 44 - Fases de um hidrograma e escoamentos 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
O conhecimento e a avaliação da forma da bacia são considerados muito 
importantes para a gestão da drenagem urbana. Nas figuras seguintes 
demonstramos estas formas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 45 - Ilustração de bacias montanhosas e planas 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 50 
Em função das observações já descritas em relação às condições de 
impermeabilizações e características de áreas urbanas, a figura abaixo demonstra a 
forma do hidrograma de uma bacia urbana e rural. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 46 - Forma do hidrograma de bacias urbanas e rurais 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Forma da bacia x hidrograma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 47 - Formas de bacias circulares e alongadas 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 51 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 48 - Formas de bacias trapezoidais 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
Conteúdo 
Principais grandezas que caracterizam o escoamento superficial 
 
a) Vazão ou descarga; 
 
b) Coeficiente de escoamento superficial ou "runoff" da bacia: Relação entre 
o volume escoado e o volume precipitado na bacia: 
 
C = Vescoado / Vprecipitado 
 
c) Tempo de concentração da bacia; 
 
d) Tempo de recorrência ou período de retorno de vazões; 
 
e) Nível d'água: Altura atingida pela águaem relação a um nível de referência. 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 52 
Estimativas de escoamento superficial com base na chuva 
 
Para saber como a bacia vai responder à chuva é importante saber as parcelas de 
água que vão atingir os rios através de cada um dos tipos de escoamento. 
 
Métodos simplificados x modelos mais complexos 
Adotamos como fonte o conteúdo adaptado de Fragoso & das Neves (2009). Podemos 
observar nas figuras abaixo as representações gráficas de precipitação, infiltração e 
escoamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 49 – Infiltração durante a precipitação 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 53 
Nesta figura, observamos o comportamento da infiltração durante a precipitação 
(chuvas). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figuras 50 e 51 - Ilustração do aumento de vazão de um rio, por exemplo, em razão 
de volumes que não infiltram no deslocamento da massa de água em movimento. 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
 
 
 
 
 
Figura 51 
 
 
 
 
 
 
 
Como vamos calcular: 
Usando métodos simplificados: 
– capacidade de infiltração constante; 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 54 
– infiltração proporcional à intensidade de chuva; 
– método SCS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 52 - Ilustração quando adota-se a infiltração constante 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 53 - No caso de infiltração proporcional 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 54 - Método SCS, 
perdas iniciais com redução da infiltração. 
 
Como podemos estimar? 
 
Um dos métodos mais simples e mais utilizados para estimar o volume de escoamento 
superficial resultante de um evento de chuva é o método desenvolvido pelo National 
Resources Conservatoin Center dos EUA (antigo Soil Conservation Service – SCS). 
 
O método SCS consiste em duas etapas: 
(a) separação do escoamento; 
(b) cálculo do hidrograma. 
 
Método do Soil (Conservation Service) 
 
• Valores de CN tabelados para diversos tipos e usos do solo; 
• Utilizado principalmente para projeto em locais sem dados de vazão; 
• Usar com chuvas de projeto (eventos relativamente simples e de curta 
duração); 
 
 
Método SCS (Separação do escoamento) 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 56 
 
 SIaP
IaP
Q



2
 quando IaP  
 
 
Quando: 
 
0Q IaP  
5
S
Ia 
 
254
25400

CN
S
 
Valores de CN: 
 
 
 
 
 
A parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial é chamada chuva 
efetiva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 55 – Chuva efetiva 
 
Perdas iniciais = 0,2. S 
Q = escoamento em mm (Pef) 
P = chuva acumulada em mm 
Ia = Perdas iniciais 
S = parâmetro de armazenamento 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 57 
 
254
25400

CN
S
 
 
CN tabelado de acordo com tipo de solo e características da superfície. 
 
0 < CN < 100 
 
Exemplo: 
Qual é a lâmina escoada superficialmente durante um evento de chuva de precipitação 
total P=70 mm, em uma bacia do tipo B e com cobertura de florestas? 
 
A bacia tem solos do tipo B e está coberta por florestas. Conforme a tabela anterior o 
valor do parâmetro CN é 63 para esta combinação. A partir deste valor de CN obtém-
se o valor de S: 
 
mm 2,149254
25400

CN
S
 
 
A partir do valor de S obtém-se o valor de Ia= 29,8. Como P > Ia, o escoamento 
superficial é dado por: 
 
mm 5,8
)(
)( 2




SIaP
IaP
Q
 
 
Portanto, a chuva de 70 mm provoca um escoamento de 8,5 mm. 
 
Considerando que: 
Perdas iniciais = 0,2. S 
E que: 
254
25400

CN
S
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 58 
 
Tipos de solos do SCS: 
A – arenosos e profundos; 
B – menos arenosos ou profundos; 
C – argilosos; 
D – muito argilosos e rasos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 59 
Exemplo de Tabela: 
 
 
 
Tabela 1: 
 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
Valores de CN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 60 
Tabela 2: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
 
Grupos Hidrológicos de Solos 
Grupo A 
Solos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem rochas, sem camada 
argilosa e nem mesmo densificada até a profundidade de 1,5m. O teor de húmus é 
muito baixo, não atingindo 1%. 
 
Grupo B 
 
Solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de argila total, 
porém ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas este limite pode subir a 20% 
graças a maior porosidade. Os dois teores de húmus podem subir, respectivamente, a 
1,2% e 1,5%. Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até 1,5m, mas é quase 
sempre presente uma camada mais densificada que a camada superficial. 
 
 
Superfície 
Solo 
A 
Solo 
B 
Solo 
C 
Solo 
D 
Florestas 25 55 70 77 
Zonas industriais 81 88 91 93 
Zonas 
comerciais 
89 92 94 95 
Estacionamentos 98 98 98 98 
Telhados 98 98 98 98 
Plantações 67 77 83 87 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 61 
Grupo C 
 
Solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas 
impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 1,2m. No caso de terras 
roxas, estes dois limites máximos podem ser de 40% e 1,5m. Nota-se, a cerca de 
60cm de profundidade, uma camada mais densificada que no Grupo B, mas ainda 
longe das condições de impermeabilidade. 
 
Grupo D 
 
Solos argilosos (30 a 40% de argila total) e com camada densificada a uns 50 cm de 
profundidade ou solos arenosos como B, mas com uma camada argilosa quase 
impermeável ou horizonte de seixos rolados. 
 
Condições de Umidade do Solo 
 
Condição I 
Solos secos: as chuvas nos últimos 5 dias não ultrapassaram 15mm. 
 
Condição II 
Situação média na época das cheias: as chuvas nos últimos 5 dias totalizaram entre 
15mm e 40mm. 
 
Condição III 
Solo úmido (próximo da saturação): as chuvas nos últimos 5 dias foram superiores a 
40mm e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação. 
 
Os valores de CN apresentados anteriormente referem-se sempre à condição II. Para 
converter o valor de CN para as condições I e III existem as seguintes expressões: 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 62 
 
 
 
 
 
 IICN
IICN
IIICN
IICN
IICN
ICN






13,010
23
058,010
2,4
 
 
Método SCS para eventos complexos (mais do que um intervalo de tempo 
com chuva): 
• Chuva acumulada x escoamento acumulado; 
• Chuva incremental x escoamento incremental. 
 
Exemplo utilizando o Método do SCS: 
 
 
SP
SP
Q



8,0
2,0
2
 
Q = escoamento acumulado (mm) 
P = precipitação acumulada (mm) 
Equação válida para P > 0,2 S 
Quando P < 0,2 S; Q = 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 63 
Tabela 3 
CN = 80 S = 63,7 0,2 S = 12,7 
 
Exemplo SCS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 56 
Fonte: Adaptado de Fragoso Jr. C.R. e das Neves. M. G. F (2009) 
Tempo 
(min) 
Chuva 
(mm) 
Chuva 
acumulada 
(mm) 
Escoamento 
acumulado 
(mm) 
Infiltração 
acumulada 
(mm) 
Escoamento 
(mm) 
Infiltração 
(mm) 
10 5.0 5.0 0.0 5.0 0.0 5.0 
20 7.0 12.0 0.0 12.0 0.0 7.0 
30 9.0 21.0 1.0 20.0 1.0 8.0 
40 8.0 29.0 3.3 25.7 2.4 5.6 
50 4.0 33.0 4.9 28.1 1.6 2.4 
60 2.0 35.0 5.8 29.2 0.9 1.1 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 64 
• Bacia com 30 % de área urbana densa (CN = 95) e 70 % de área rural, 
com pastagens, cultivos e florestas (CN = 78). 
 
 
 
ruralurbanomedio CNCNCN  70,030,0 
1,83medioCN 
 
Método do Hidrograma triangular SCS (Cálculo do hidrograma) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIAE DRENAGEM URBANA 65 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 57 - Método do Hidrograma triangular 
 
Para vazão de pico (m3/s) por mm de chuva efetiva adotamos a seguinte equação: 
 
p
p
Tt
A
Q



2
208,0
 
No tempo de pico em função do tempo de concentração adotamos que: 
 
cp TT  6,0 
 
Finalizando o método SCS para hidrograma triangular o tempo de base pode ser 
calculado pela equação abaixo. 
 
pb TT  67,2 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 66 
Além dos métodos descritos nesta aula temos ainda o método racional que poderá ser 
verificado através dos links disponibilizados. 
 
 
Águas Urbanas 
 
O desenvolvimento urbano se acelerou na segunda metade do século XX com grande 
concentração de população em pequenos espaços, impactando o ecossistema terrestre 
e aquático, e a própria população através das inundações, doenças e perda de 
qualidade de vida. Este processo ocorre devido à falta de controle do espaço urbano 
que produz efeito direto sobre a infraestrutura de água: abastecimento, esgotamento 
sanitário, águas pluviais (drenagem urbana e inundações ribeirinhas) e resíduos 
sólidos. 
 
Nesta aula serão destacados os principais processos que integram o conjunto da 
sustentabilidade hídrica urbana e as inter-relações da gestão desta infraestrutura. 
 
Desenvolvimento urbano 
 
O crescimento urbano ocorrido em países em desenvolvimento tem sido significativo 
desde a década de 70. Nos países desenvolvidos o crescimento da população 
estacionou e tende a diminuir já que a taxa de natalidade é inferior a 2,1 filhos por 
casal, o que mantém a população estável. A recuperação ou a manutenção da 
população atualmente ocorre apenas através de migração controlada. 
 
Nos países em desenvolvimento o crescimento é ainda muito grande e a projeção das 
Nações Unidas é que a estabilização da população ocorrerá apenas em 2150. A 
urbanização é um processo que ocorre a nível mundial com diferenças entre os 
continentes. Na América Latina a urbanização tem crescido significativamente com a 
transferência da população rural para as cidades. Este crescimento tende, em médio 
prazo, a estabilizar o crescimento demográfico. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 67 
 
Figura 58 – Favelização 
 
Impactos na infraestrutura urbana 
 
Os principais problemas relacionados com a infraestrutura e a urbanização nos países 
em desenvolvimento, com destaque para a América Latina, são: 
 
➢ Grande concentração populacional em pequena área, com deficiência no 
sistema de transporte, falta de abastecimento e saneamento, ar e água 
poluídos, além de inundações frequentes. Estas condições ambientais 
inadequadas reduzem as condições de saúde, de qualidade de vida da 
população, causa impactos ambientais e são as principais limitações ao 
desenvolvimento da área; 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 68 
➢ Aumento da periferia das cidades de forma descontrolada pela migração rural 
em busca de emprego. Estes bairros geralmente estão desprovidos de 
segurança e da infraestrutura tradicional de água, esgoto, drenagem, 
transporte e coleta de resíduos sólidos; esses locais são dominados por grupos 
de delinquentes geralmente ligados ao tráfico de drogas. 
 
➢ A urbanização é espontânea e o planejamento urbano é realizado para a cidade 
ocupada pela população de renda média e alta. Sem um planejamento do 
espaço a ocupação ocorre sobre áreas sob risco de inundações e de 
escorregamento, com frequentes mortes durante o período chuvoso. Grande 
parte da população vive em algum tipo de favela. Portanto, existe a cidade 
formal e a informal, e a gestão urbana geralmente atinge somente a primeira. 
 
Os problemas da urbanização ocorrem por um ou mais fatores ao longo do tempo e 
principalmente nas últimas décadas: 
 
• A população que migra para as cidades geralmente é de baixa renda e não 
possui capacidade de investimento e tende a invadir áreas públicas ou comprar 
áreas precárias da urbanização informal sem infraestrutura. Nestas estão as 
áreas de risco de inundação ou de deslizamento; 
• Déficit de emprego, renda baixa e custo de moradia alto; 
• Legislações equivocadas de controle do espaço urbano; 
• Incapacidade do município de planejar e antecipar a urbanização e investir no 
planejamento do espaço seguro e adequado como base do desenvolvimento 
urbano; 
• Crise econômica nos países. 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 69 
Sistemas Hídricos Urbanos 
 
Os principais sistemas relacionados com a água no meio ambientem urbano são: 
 
• Mananciais de águas; 
• Abastecimento de água; 
• Saneamento de efluentes cloacais; 
• Controle da drenagem urbana; 
• Controle das inundações ribeirinhas. 
 
Os mananciais das águas urbanas são as fontes de água para abastecimento humano, 
animal e industrial. Estas fontes podem ser superficiais e subterrâneas. Os mananciais 
superficiais são os rios próximos às comunidades. A disponibilidade de água neste 
sistema varia sazonalmente ao longo dos anos, e algumas vezes a quantidade de água 
disponível não é suficiente para atender a demanda sendo, muitas vezes, necessário 
construir um reservatório para garantir a disponibilidade hídrica para a comunidade ao 
longo do tempo. Os mananciais subterrâneos são os aquíferos que armazenam água 
no subsolo e permitem o atendimento da demanda através do bombeamento desta 
água. O uso da água subterrânea depende da capacidade do aquífero e da demanda. 
Assim, a água subterrânea é utilizada geralmente para cidades de pequeno e médio 
porte, pois depende da vazão de bombeamento que o aquífero permite retirar sem 
comprometer seu balanço de entrada e saída de água. 
 
O abastecimento de água envolve a utilização da água disponível no manancial, que é 
transportada até a estação de tratamento de água (ETA) e depois distribuída à 
população por uma rede. Este sistema envolve importantes investimentos, geralmente 
públicos, para garantir a água em quantidade e qualidade adequadas. 
 
O saneamento de efluentes de esgoto sanitário é o sistema de coleta dos efluentes 
(residenciais, comerciais e industriais), e o transporte deste volume o leva para 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 70 
tratamento em uma ETE (Estação de Tratamento de Esgoto), para posteriormente 
despejar a água tratada de volta ao corpo hídrico. 
 
A drenagem urbana envolve a rede de coleta de água (e resíduos sólidos), que se 
origina devido à precipitação sobre as superfícies urbanas, o seu tratamento e o 
retorno aos rios. 
 
O gerenciamento das inundações ribeirinhas trata de evitar que a população seja 
atingida pelas inundações naturais. Os rios, nos períodos chuvosos, saem do seu leito 
menor e ocupam o leito maior, dentro de um processo natural. Como isto ocorre de 
forma irregular ao longo do tempo, a população tende a ocupar o leito maior, ficando 
sujeita ao impacto das inundações. 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 71 
 
Figura 59 – Ciclo de contaminação urbana 
Fonte: Tucci (2005) 
 
Avaliação dos Componentes das Águas Urbanas 
 
Mananciais 
 
O desenvolvimento urbano tem produzido um ciclo de contaminação, gerado pelos 
efluentes da população urbana, que são o esgoto doméstico/industrial e o esgoto 
pluvial. Este processo ocorre devido ao: 
o Despejo sem tratamento dos esgotos cloacais nos rios, contaminando as 
águas que possuem capacidade limitada de diluição. Isto ocorre devido 
à falta de investimentos nos sistemas de esgotamento sanitário e 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 72 
estações de tratamento e, mesmo quando tais sistemas existem, 
apresentam baixa eficiência; 
o O despejo dos esgotos pluviais, que transportam grande quantidade de 
poluição orgânica e de metais, que atingem os rios nos períodos 
chuvosos. Esta é uma das mais importantes fontes de poluições difusa; 
o Contaminação das águas subterrâneas por despejos industriais e 
domésticos, atravésdas fossas sépticas, vazamento dos sistemas de 
esgoto sanitário e pluvial; 
o Depósitos de resíduos sólidos urbanos, que contaminam as águas 
superficiais e subterrâneas, funcionando como fonte permanente de 
contaminação; 
o Ocupação do solo urbano sem controle do seu impacto sobre o sistema 
hídrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 60 – Despejo irregular de lixo 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 73 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 61 – Lixo ocupando o rio perto de moradias 
 
 
Aquíferos 
 
As principais fontes de contaminação dos aquíferos urbanos são: 
 
o Aterros sanitários contaminam as águas subterrâneas pelo processo 
natural de precipitação e infiltração. Deve-se evitar que sejam 
construídos aterros sanitários em áreas de recarga e deve-se procurar 
escolher as áreas com baixa permeabilidade. Os efeitos da contaminação 
nas águas subterrâneas devem ser examinados durante a escolha do 
local do aterro; 
o Grande parte das cidades brasileiras utiliza fossas sépticas como destino 
final do esgoto. Esse sistema tende a contaminar a parte superior do 
aquífero. Esta contaminação pode comprometer o abastecimento de 
água urbana quando existe comunicação entre diferentes camadas dos 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 74 
aquíferos através de percolação e de perfuração inadequada dos poços 
artesianos; 
o A rede de drenagem pluvial pode contaminar o solo através de perdas 
de volume no seu transporte e até por entupimento de trechos da rede 
que pressionam a água contaminada para fora do sistema de condutos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 62 - Representação da poluição em aquíferos urbanos 
 
Resíduos Sólidos 
 
Os dois tipos principais de resíduos são os sedimentos gerados pela erosão do solo 
devido ao efeito da precipitação e do sistema de escoamento e os resíduos produzidos 
pela população. 
 
A soma destes dois componentes é chamada de sólidos totais ou Resíduos sólidos. No 
desenvolvimento urbano são observados alguns estágios distintos da produção de 
material sólido na drenagem urbana (Tdr), que são os seguintes: 
 
(a) estágio de pré-desenvolvimento: a bacia hidrográfica naturalmente produz uma 
quantidade de sedimentos transportados pelos rios devido às funções naturais do ciclo 
hidrológicos; 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 75 
 
(b) estágio inicial de desenvolvimento urbano: quando ocorre modificação da 
cobertura da bacia, pela retirada da sua proteção natural, o solo fica desprotegido e a 
erosão aumenta no período chuvoso, aumentando também a produção de sedimentos. 
Exemplos desta situação são: enquanto um loteamento é implementado o solo fica 
desprotegido; as ruas não possuem pavimento; a erosão ocorre devido ao aumento 
da velocidade do escoamento à montante por áreas urbanizadas; na construção civil 
for falta de manejo dos canteiros de obras em áreas onde ocorre grande 
movimentação de terra. Todo este volume é transportado pelo escoamento superficial 
até os rios. Nesta fase, existe predominância dos sedimentos e pequena produção de 
lixo; 
 
(c) estágio intermediário: parte da população está estabelecida mas ainda existe 
importante movimentação de terra devido a novas construções. Em função da 
população estabelecida existe também uma nova parcela de resíduos sólidos que se 
soma aos sedimentos; 
 
(d) estágio de área desenvolvida: nesta fase praticamente todas as superfícies urbanas 
estão consolidadas, resultando em uma produção residual de sedimentos em função 
das áreas não impermeabilizadas e a produção de lixo urbano chega ao seu máximo 
com a densificação urbana. 
 
A produção de resíduos é a soma do total coletado nas residências, indústria e 
comércio, mais o total coletado das ruas e o que chega na drenagem. 
 
TR = Tc + Tl + Tdr 
 
onde o TR é o total (em volume ou em peso) produzido pela sociedade e pelo 
ambiente; Tc é o total coletado, Tl é o total da limpeza urbana; e Tdr é o total que 
chega à drenagem. Os dois primeiros volumes podem ser reciclados, diminuindo o 
volume para ser disposto no ambiente. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 76 
Na medida em que os sistemas de coleta e limpeza urbana são ineficientes o volume 
de Tdr aumenta, com consequência para a drenagem e para o meio ambiente. O 
material sólido urbano não coletado representa subsídio ambiental recebido pela 
sociedade que polui. 
 
O volume de resíduos sólidos que chega à drenagem depende da eficiência dos 
serviços urbanos e de fatores como: a frequência e a cobertura da coleta de lixo; a 
frequência da limpeza das ruas; a frequência da reciclagem; a forma de disposição 
do lixo pela população e a frequência da precipitação. 
 
INUNDAÇÕES 
 
 
A inundação ocorre quando as águas dos rios, riachos, galerias pluviais saem do seu 
leito menor de escoamento devido e escoa através do seu leito maior que foi ocupado 
pela população para moradia, transporte (ruas, rodovias e passeios), recreação, 
comércio, indústria, entre outros. 
 
As condições meteorológica e hidrológica propiciam a ocorrência de inundação. O 
conhecimento do comportamento meteorológico de longo prazo é muito pequeno 
devido ao grande número de fatores envolvidos nos fenômenos meteorológicos e à 
interdependência dos processos físicos a que a atmosfera terrestre está sujeita. As 
condições hidrológicas que produzem a inundação podem ser naturais ou artificiais. 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 77 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 63 – Urbanização sem planejamento 
 
Processos de Inundações Ribeirinhas 
 
Vamos estudar agora os processos das inundações ribeirinhas. 
 
Condições naturais 
 
As condições naturais são aquelas cuja ocorrência é propiciada pela bacia em seu 
estado natural. Algumas dessas condições são: relevo, tipo de precipitação, cobertura 
vegetal e capacidade de drenagem. 
 
Os rios normalmente drenam nas suas cabeceiras, áreas com grande declividade 
produzindo escoamento de alta velocidade; quando a declividade diminui a capacidade 
de escoamento também diminui e ocorrem alagamentos no leito maior. 
 
A variação de nível durante a enchente pode ser de vários metros em poucas horas. 
Quando o relevo é acidentado as áreas mais propícias à ocupação são as planas e mais 
baixas, justamente aquelas que apresentam alto de risco de inundação e são as mais 
ocupadas pela população. A várzea de inundação de um rio cresce significativamente 
nos seus cursos médio e baixo, onde a declividade se reduz e aumenta a incidência de 
áreas planas. 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 78 
 
Enxurrada 
 
Escoamento superficial concentrado e com alta energia de transporte, que pode ou 
não estar associado a áreas de domínio dos processos fluviais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 64 - Enxurrada 
 
EROSÃO MARGINAL 
É a remoção e transporte de solo dos taludes marginais dos rios provocados pela ação 
erosiva das águas no canal de drenagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 79 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 65 – Erosão marginal 
 
SOLAPAMENTO 
Ruptura de taludes marginais do rio por erosão e ação das águas que gera 
instabilidade durante ou logo após os processos de enchentes e inundações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 80 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 66 - Solapamento 
 
 
Enchentes devido à urbanização (artificiais) 
 
Com o desenvolvimento urbano ocorre a impermeabilização do solo através de 
telhados, ruas, calçadas e pátios, entre outros. Dessa forma, a parcela da água que 
infiltrava naturalmente pelo solo passa a escoar pelos condutos, aumentando o 
escoamento superficial. O volume que escoava lentamente pela superfície do solo e 
ficava retido pelas plantas passa, com a urbanização, a escoar no canal, exigindo maior 
capacidade de escoamento dasseções. (TUCCI, 2008) 
 
A urbanização e o desmatamento produzem um aumento da frequência da inundação 
nas cheias pequenas e médias. Nas grandes cheias o seu efeito é menor, pois a 
capacidade de saturação do solo e o armazenamento são atingidos e o efeito final 
pouco difere. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 81 
 
Inundações localizadas 
 
Segundo Tucci (2008), as inundações localizadas podem ser provocadas por: 
 
• Estrangulamento da seção do rio devido a aterros e pilares de pontes, estradas, 
aterros para aproveitamento da área, assoreamento do leito do rio e lixo; 
 
• remanso devido à macrodrenagem, rio principal, lago, reservatório ou oceano; 
 
• erros de execução em projeto de drenagem de rodovias e avenidas, entre 
outros. 
 
Normalmente, esses problemas disseminam-se nas áreas urbanas à medida que existe 
pouco controle sobre as diferentes entidades que atuam na infraestrutura urbana. 
Adutoras, pontes ou rodovias são, frequentemente, projetadas sem se considerar seu 
impacto sobre a drenagem. 
 
Produção de sedimentos urbanos e obstruções 
 
Segundo Tucci (2005), as principais consequências ambientais da produção de 
sedimentos são as seguintes: 
• Erosão das superfícies gerando fortes áreas degradadas. O aumento da energia 
e da velocidade do escoamento pode produzir verdadeiros cânions que chegam 
a 30m de profundidade e 50 m de largura em solos frágeis; 
• Assoreamento das seções da drenagem, com redução da capacidade de 
escoamento de condutos, rios e lagos urbanos; 
• Transporte de poluentes agregados aos sedimentos, que contaminam as águas 
pluviais. 
• 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 82 
Obstruções ao escoamento 
 
A falta de planejamento gera obstruções ao escoamento como aterros e pontes, 
drenagens inadequadas e obstruções ao escoamento junto a condutos e 
assoreamento. Alguns dos exemplos de obstrução do escoamento são documentados 
a seguir: 
 
• Produção de resíduo sólido que obstrui o escoamento: 
 
O material sólido, além de reduzir a capacidade de escoamento, obstrui as detenções 
urbanas para o controle local do escoamento. 
 
 
 
Figura 68 – obstrução de escoamento 
 
• Resíduo sólido no sistema de detenção: 
 
À medida que a bacia é urbanizada, e a densificação consolidada, a produção de 
sedimentos pode reduzir, mas outro problema aparece, que é a produção de lixo. O 
lixo obstrui ainda mais a drenagem e cria condições ambientais ainda piores. Esse 
problema somente é minimizado com uma adequada frequência da coleta e educação 
da população, além da aplicação de multas pesadas. 
 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 83 
• Problemas de manutenção: 
 
Podem ocorrer vários problemas de escoamento em função da falta de limpeza do 
sistema de drenagem e de projetos inadequados que não consideram o assoreamento 
em seções muito largas. 
 
• Obstrução do escoamento por construções e aumento do risco: 
 
O desenvolvimento urbano tende a ocupar a drenagem deixando pouco espaço para 
o escoamento, trazendo risco para a própria habitação e para montante. 
 
Gestão na Drenagem Urbana 
 
O controle atual do escoamento na drenagem urbana tem sido realizado de forma 
equivocada com sensíveis prejuízos para a população. A origem dos impactos é devida, 
principalmente, a dois tipos de erros: 
 
· Princípio dos projetos de drenagem: A drenagem urbana tem sido desenvolvida com 
base em um princípio equivocado: “A melhor drenagem é a que retira a água pluvial 
excedente o mais rápido possível do seu local de origem“; 
 
· Avaliação e controle por trechos: Na microdrenagem os projetos aumentam a vazão 
e transferem todo o seu volume para a jusante. Na macrodrenagem são construídos 
canais para evitar a inundação em cada trecho crítico. Este tipo de solução segue a 
visão particular de um trecho da bacia, sem que as consequências sejam previstas 
para o restante da mesma ou dentro de diferentes horizontes de ocupação urbana. A 
canalização dos pontos críticos acaba apenas transferindo a inundação de um lugar 
para outro na bacia. 
 
A combinação destes dois tipos de gestão tem os seguintes impactos na 
macrodrenagem das cidades, que podem ocorrer na seguinte sequência: 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 84 
Estágio 1 
 
A bacia começa a ser urbanizada de forma distribuída, com maior densificação a 
jusante. Com a impermeabilização e o uso de condutos, nos locais de seção pequena 
ou mudança de declividade ocorrem inundações. Neste momento a bacia está 
parcialmente urbanizada (geralmente ocorre de montante para jusante). 
 
Estágio 2 
 
As primeiras canalizações são executadas a jusante, com base na urbanização atual, 
fazendo com que o hidrograma à jusante do trecho canalizado aumenta. 
 
Estágio 3 
 
Com a urbanização se expandindo para o montante juntamente com a canalização, o 
aumento das vazões máximas e dos volumes é significativo, retornando as inundações 
nos trechos anteriormente canalizados e reiniciando uma nova rodada de aumento de 
seções. A canalização simplesmente transfere a inundação para jusante. 
 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 85 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 69 - Estágio do desenvolvimento da drenagem 
 
Observação: 
O principal conceito é que não se deve ter uma solução pré-concebida, mas buscar 
uma solução combinada, com a meta fundamental que nenhum novo projeto transfira 
o impacto na bacia. 
 
Tipos de Medidas de Controle 
 
As medidas de controle do escoamento podem ser classificadas, de acordo com sua 
ação na bacia hidrográfica, em: 
 
· Distribuída ou na fonte: é o tipo de controle que atua sobre o lote, praças e passeios; 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 86 
· Na microdrenagem: é o controle que age sobre o hidrograma resultante de um ou 
mais loteamentos; 
· Na macrodrenagem: é o controle sobre os principais riachos urbanos. 
 
As medidas de controle podem ser organizadas, de acordo com a sua ação sobre o 
hidrograma em cada uma das partes das bacias mencionadas acima, em: 
 
Infiltração e percolação: este tipo de solução encaminha o escoamento para áreas 
de infiltração e percolação no solo, utilizando o armazenamento e o fluxo subterrâneo 
para retardar o escoamento superficial. Este tipo de solução busca recuperar as 
funções hidrológicas naturais da área. A infiltração não deve ser utilizada em áreas 
onde a contaminação da água pluvial é alta ou o lençol freático é muito alto; 
 
Armazenamento: através de reservatórios que podem ocupar espaços abertos ou 
fechados. O efeito do reservatório é o de reter parte do volume do escoamento 
superficial, reduzindo o seu pico e distribuindo a vazão no tempo; 
 
 
Aumento da eficiência do escoamento: através de condutos e canais, drenando 
áreas inundadas. Esse tipo de solução tende a transferir enchentes de uma área para 
outra, mas pode ser benéfico quando utilizado em conjunto com reservatórios de 
detenção; 
 
Diques e estações de bombeamento: solução tradicional de controle localizado de 
enchentes em áreas urbanas que não possuam espaço para amortecimento da 
inundação. 
 
 
Fases da Gestão 
Para buscar uma solução ambientalmente sustentável é necessário o gerenciamento 
integrado da infraestrutura urbana, iniciando-se pela definição da ocupação do espaço 
com preservação das funções naturais como a infiltração e a rede natural de 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 87 
escoamento. Este tipo de desenvolvimento é conhecido em várias agências de países 
desenvolvidos como LID (Low Impact development) nos Estados Unidos (U.S. 
Department of Housing and Urban Development, 2003 e NAHB Research Center, 2004 
e U.S. Environmental Protection Agency, 2000) ou Water Sensitive Urban Design 
(WSUD) na Austrália. 
 
No quadro a seguir demonstramos os estágios do desenvolvimento sustentável urbano 
nos países desenvolvidos. 
 
Quadro 2: Estágios do desenvolvimentosustentável urbano nos países 
desenvolvidos. 
 
Anos 
 
Período Características 
Até 1970 Higienista Abastecimento de água 
sem tratamento de esgoto, 
transferência para jusante 
do escoamento pluvial por 
canalização. 
1970- 1990 Corretivo Tratamento de esgoto, 
amortecimento quantitativo 
da 
drenagem e controle do 
impacto existente da 
qualidade 
da água pluvial. Envolve 
principalmente a atuação 
sobre 
os impactos. 
1990* - ? Sustentável Planejamento da ocupação 
do espaço urbano, 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 88 
obedecendo aos 
mecanismos naturais de 
escoamento; 
Controle dos 
micropoluentes, da poluição 
difusa e o desenvolvimento 
sustentável do escoamento 
pluvial 
através da recuperação da 
infiltração. 
Adaptado de Tucci (2005) 
 
 
Visão Integrada no Ambiente Urbano 
 
 
Para desenvolver a gestão integrada é necessário conhecer a interfaces entre os 
sistemas. 
No quadro anterior são caracterizadas as principais relações entre os sistemas de 
infraestrutura no ambiente urbano relacionado com a água. 
 
O desenvolvimento urbano representado pela ocupação do uso do solo é a fonte dos 
problemas, como destacado anteriormente. A seguir, são discutidas as interações 
geradas entre os sistemas hídricos nas áreas urbanas em função de uma gestão 
deficiente e desintegrada: 
 
Abastecimento urbano 
 
As principais interfaces com os outros sistemas são: 
(a) os esgotos sanitário e pluvial contaminam os mananciais superficiais e 
subterrâneos; 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 89 
 
(b) depósito de resíduos sólidos como aterros que podem contaminar as áreas de 
mananciais; 
 
(c) inundações podem deixar sem funcionamento o sistema de abastecimento e 
destruir a infraestrutura das redes pluvial e sanitária, além da Estação de Tratamento 
de Esgoto. 
 
Esgoto sanitário e drenagem urbana 
 
As principais inter-relações são: 
 
(a) quando o sistema é misto o sistema de transporte é o mesmo, com comportamento 
diverso nos períodos sem e com chuva. A gestão deve ser integrada; 
 
(b) quando os sistemas é separador existem interferências de gestão e construtivas 
devido à ligação do esgoto sanitário à rede de drenagem e águas pluviais no sistema 
de esgoto produzindo ineficiências de funcionamento. 
 
Drenagem Urbana, Resíduo sólido e esgotamento sanitário 
 
(a) na medida que o sistema de coleta e limpeza dos resíduos é ineficiente, ocorre um 
grande prejuízo para o sistema de escoamento pluvial devido à obstrução dos 
condutos, canais e riachos urbanos; 
 
(b) a erosão urbana modifica o sistema de drenagem e pode destruir o sistema de 
esgotamento sanitário. 
 
Dificilmente os países em desenvolvimento poderão executar as etapas ou estágios de 
uma visão integrada, devido ao grande passivo existente nas cidades quanto ao 
escoamento pluvial (sem falar nos demais). 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 90 
É necessário desenvolver estratégias dentro de duas plataformas principais: 
 
• Controlar os impactos existentes através do cenário de ações corretivas 
estruturais que tratam da gestão por sub-bacias urbanas; 
 
• Medidas não estruturais que levem os novos desenvolvimentos a utilizarem 
projetos de escoamento com menor impacto e sustentáveis. 
 
Estas duas medidas podem ser implementadas através do Plano Diretor de Águas 
Pluviais (ou como alguns denominam de Drenagem urbana) ou por um Plano Diretor 
Urbano que inclua estes elementos junto com Esgotamento sanitário, resíduo sólido, 
transportes e uso do solo. 
 
Na figura abaixo podemos observar como os diferentes sistemas das águas urbanas 
da cidade se integram e buscam identificar os componentes de integração visando a 
solução destes aspectos de forma integrada: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 70 - Visão integrada 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 91 
Fonte: (TUCCI, 2003) 
 
O desenvolvimento do planejamento das áreas urbanas envolve principalmente: 
• Planejamento do desenvolvimento urbano; 
• Logística e Transporte; 
• Abastecimento de água e saneamento; 
• Drenagem urbana, controle de inundações e da erosão urbana; 
• Avaliação e controle do resíduo sólido; 
• Controle ambiental. 
 
 
Aspectos Institucionais 
 
A estrutura institucional é a base do gerenciamento dos recursos hídricos urbanos e 
da sua política de controle. A definição institucional depende dos espaços de atribuição 
da organização do país, sua inter-relação tanto legal como de gestão quanto à água, 
ao uso do solo e ao meio ambiente. Para estabelecer o mecanismo de gerenciamento 
destes elementos é necessário definir os espaços geográficos relacionados com o 
problema. 
 
Espaço Geográfico de Gerenciamento 
 
O impacto dos efluentes de esgotamento sanitário e da drenagem urbana pode ser 
analisado dentro de dois contextos espaciais diferentes, discutidos a seguir: 
 
• Impactos que extrapolam o município; 
 
• Impacto dentro das cidades. 
 
 
Experiências 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 92 
 
Conforme citado por Tucci (2005), a experiência americana no processo tem sido 
aplicada através de um programa nacional desenvolvido pela EPA (Environmental 
Protection Agency) que obriga a todas as cidades com mais de 100 mil habitantes a 
estabelecer um programa de BMP (Best Management Practices). 
 
Legislações 
 
As legislações que envolvem as águas urbanas estão relacionadas com: os recursos 
hídricos, o uso do solo e o licenciamento ambiental. A seguir é apresentada uma 
análise dentro do cenário brasileiro onde existem os níveis: Federal (país), estadual 
(estado) e municipal. 
 
Quanto aos Recursos Hídricos: A Constituição Federal define o domínio dos rios e 
a legislação de recursos hídricos a nível federal e estabelece os princípios básicos da 
gestão através de bacias hidrográficas. As bacias podem ser de domínio estadual ou 
federal; 
 
Quanto a uso do solo: Na Constituição Federal, artigo 30, é definido que o uso do 
solo é municipal. Porém, os estados e a União podem estabelecer normas para o 
disciplinamento do uso do solo visando a proteção ambiental, o controle da poluição, 
a saúde pública e a segurança. 
Desta forma, observa-se que no caso da drenagem urbana, que envolve o meio 
ambiente e o controle da poluição, a matéria é de competência concorrente entre 
Município, Estado e Federação. 
 
Gestão Urbana e da Bacia Hidrográfica 
 
A gestão das ações dentro do ambiente urbano pode ser definida de acordo com a 
relação de dependência da água através da bacia hidrográfica ou da jurisdição 
administrativa do município, estado ou nação. 
 
 
 
HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA 93 
A tendência da gestão dos recursos hídricos tem sido realizada através da bacia 
hidrográfica, porém a gestão do uso do solo é realizada pelo município ou grupo de 
municípios numa Região Metropolitana. A gestão pode ser realizada de acordo com a 
definição do espaço geográfico externo e interno à cidade. 
 
Os Planos das bacias hidrográficas têm sido desenvolvidos para bacias grandes 
(>3.000 km2). Neste cenário existem várias cidades que interferem umas nas outras 
transferindo impactos. O Plano da bacia dificilmente poderá envolver todas as medidas 
em cada cidade, mas devem estabelecer os condicionantes externos às cidades como 
a qualidade de seus efluentes E as alterações de sua quantidade que visem à 
transferência de impactos. 
 
Gerenciamento de bacias urbanas compartidas 
 
Grande parte das cidades possui bacia hidrográfica comum com outros municípios. 
Geralmente existem os seguintes cenários: 
(a) um município está a montante de outro; 
(b) o rio divide os municípios. 
 
O controle institucional das águas urbanas, que envolve pelo menos dois municípios, 
pode ser realizado pelo seguinte: 
• Através de legislação municipal adequada para cada município; 
• Através de legislação estadual que estabeleça os padrões a serem mantidos nos