HIDROLOGIA E DRENAGEM URBANA SLIDE 3

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Hidrologia e
Drenagem Urbana 
Hidrologia, Drenagem e 
Bacias hidrográficas
Bloco 1
Marcelo Balbino da Silva
Hidrologia
• Ciência que estuda a água no planeta terra.
• Considerando suas propriedades físicas e químicas que caracterizam seu 
comportamento.
• Sua circulação, ocorrência e a maneira como está distribuída 
superficialmente e subterraneamente no globo terrestre.
• Sua relação com o meio ambiente e as várias formas de vida que 
dependem dela para sobreviver.
(VILLELA; MATTOS, 1975)
Hidrologia
Ciência multidisciplinar:
• Meteorologia e Climatologia  precipitação e evaporação.
• Geologia  escoamento subterrâneo.
• Geomorfologia  escoamento superficial.
• Mecânica dos fluidos  escoamento em canais.
• Química e Física  qualidade da água.
Hidrologia
Principais processos:
• Evaporação e transpiração.
• Precipitação.
• Infiltração.
• Escoamento superficial.
• Escoamento subterrâneo.
Evaporação e transpiração
• É o processo pelo qual a água do solo é transferida das massas líquidas e 
dos seres vivos para a atmosfera, normalmente, esses dois processos 
ocorrem simultaneamente.
• Fatores que afetam: umidade do ar; pressão atmosférica; temperatura 
do ar; velocidade do vento e radiação solar. 
Evaporação e transpiração
Figura 1 – Ilustração de um tanque classe A
Fonte: elaborada pelo autor.
Equipamentos medidores.
Evaporação e transpiração
Figura 2 – Ilustração de um evaporímetro de Piché
Fonte: elaborada pelo autor.
Equipamentos medidores.
Precipitação
Principais processos:
• É a água que evaporou da superfície terrestre (rios, córregos e lagos).
• Por meio da transpiração de plantas e animais.
• Atingindo a atmosfera, após sua condensação, e passando por diversos 
processos, retorna para a superfície terrestre em forma de chuva, granizo 
ou neve. 
Precipitação
Equipamentos medidores
Fonte: elaborada pelo autor.
Figura 3 – Ilustração de um pluviômetro
Precipitação
Equipamentos medidores
Fonte: elaborada pelo autor.
Figura 4 – Ilustração de um pluviógrafo
Infiltração
• Processo pelo qual a água que chega à superfície, sofre para atingir as 
camadas mais profundas do solo.
• Depende fundamentalmente da quantidade de água para infiltrar, do 
tipo de solo, das condições superficiais do solo.
• Do ar e água contidos no interior do solo.
Bloco 2
Marcelo Balbino da Silva
Hidrologia, Drenagem e 
Bacias hidrográficas
Escoamento superficial
 Origina-se das precipitações.
 Uma parcela da água que chega na superfície do solo, fica retida nas 
depressões do terreno.
 Parte infiltra-se e o restante escoa pela superfície.
(SARTORI, 2004)
Escoamento superficial
• Começa algum tempo após o início da precipitação. 
• Corresponde ao tempo necessário para que a intensidade de 
precipitação supere a ação da intercepção das plantas e superfície.
• A capacidade de infiltração e a acumulação nas depressões do terreno.
Escoamento superficial
Grandezas características do escoamento superficial. 
Vazão:
É a relação do volume de água que passa por uma dada seção transversal de 
um córrego, rio, canal ou tubulação, por unidade de tempo.
Escoamento superficial
Grandezas características do escoamento superficial .
Coeficiente de escoamento superficial:
Tido como a razão entre o volume de água que escoou superficialmente e o 
volume de água que precipitou sobre a bacia, podendo ser relativo a uma 
precipitação isolada ou a um intervalo de tempo, abrangendo todas as 
precipitações que ocorreram. 
Escoamento superficial
Grandezas características do escoamento superficial. 
Tempo de concentração:
É o tempo em que a gota de água proveniente de uma chuva, que cai no 
ponto mais distante do exutório da bacia, leva para chegar a esta seção. 
Bloco 3
Marcelo Balbino da Silva
Hidrologia, Drenagem e 
Bacias hidrográficas
Bacia hidrográfica
São áreas definidas geograficamente em relação a topografia dos locais que 
a compreendem, de forma que toda água precipitada nela seja drenada para 
os locais de menor altitude, chegando até o canal principal e, 
consequentemente, no exutório da bacia, sendo o ponto de menor altitude 
para onde todo escoamento superficial converge.
Bacia hidrográfica
Existem diferentes tipos:
• Bacia florestada: em relação à cobertura.
• Bacia semiárida: em relação à área ou local.
• Pequena bacia: em relação ao tamanho.
• Bacia urbana: em relação a ocupação.
Bacia hidrográfica
Características morfológicas. 
Área: 
Compreende a área projetada horizontalmente de uma bacia hidrográfica, 
delimitada em função da topografia.
Normalmente, obtida de cartas topográficas por planimetria ou por meio de 
softwares que se utilizam de mapas digitais.
Bacia hidrográfica
Características morfológicas.
Forma da bacia: é a relação entre 
o comprimento total do talvegue 
e a largura média da bacia 
hidrográfica.
Características morfológicas.
Forma da bacia: é a relação entre o comprimento total do talvegue e a largura 
média da bacia hidrográfica.
Figura 5 - Relação de formas das bacias
Fonte: elaborada pelo autor.
Bacia hidrográfica
Características morfológicas. 
Sistema de drenagem:
Formado pelo rio principal e os cursos de água que nele descarregam suas 
águas. 
Bacia hidrográfica
Características morfológicas. 
Densidade de drenagem: é a relação entre a área de uma bacia hidrográfica e o 
comprimento total de todos os canais e cursos de água da bacia. 
Dh = densidade de drenagem; N = comprimento total dos cursos de água; Ab = área 
da bacia. 
Ordem dos cursos d'água: é a classificação indicativa para os graus de ramificação 
e bifurcação dos cursos de água de uma bacia. 
𝐷ℎ =
𝑁
𝐴𝑏
Bacia hidrográfica
Características do relevo.
Declividade da bacia: 
Está diretamente relacionada com o tempo do escoamento superficial, pois 
para maiores declividades haverá uma maior variação das vazões 
instantâneas e, consequentemente, o tempo de escoamento superficial será 
menor, aumentando o risco de erosões.
Bacia hidrográfica
Características de relevo.
Curva hipsométrica: 
Representa o relevo médio de uma bacia, por meio de um gráfico que 
apresenta a variação de elevação do terreno da bacia em relação ao nível 
médio do mar. 
A área de drenagem existente acima da superfície e abaixo da superfície, é 
indicada em porcentagem.
Bacia hidrográfica
Características de relevo.
Perfil longitudinal do curso de água:
Declividade dos cursos de água é fundamental, maiores declividades
implicam em maiores velocidades de escoamento.
Uso e tipo de solo. 
Exemplo: bacia formada antes por áreas florestadas e, atualmente, quase 
que completamente urbanizada.
Divisores de água topográficos e freáticos 
Figura 6 – Divisores, de águas, topográfico e freático em um perfil de solo
Fonte: elaborada pelo autor.
Teoria em Prática
Bloco 4
Marcelo Balbino da Silva
Reflita sobre a seguinte situação
Você foi chamado (a) a participar do projeto de um canal de concreto, no 
qual escoam-se as águas de uma bacia hidrográfica urbana. 
Devido as diferentes coberturas, a bacia foi dividida em três subáreas com 
seus respectivos coeficientes de escoamento: 
• Subárea 01 = 2 km2 com C = 0,54. 
• Subárea 02 = 3,5 km2 com C = 0,40. 
• Subárea 03 = 1,5 km2 com C = 0,61; L= 3 km; H = 15m; imáx =67 mm/h. 
Reflita sobre a seguinte situação
Você ficou responsável pelos cálculos do tempo de concentração, do valor médio 
do coeficiente de escoamento e da vazão para a bacia em estudo. Reflita a respeito 
dos valores obtidos e como poderão ajudar no projeto.
Reflita sobre a seguinte situação
Para obter o valor médio de C, utilize a seguinte equação:
𝐶𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
𝐶1𝐴1 +𝐶2 𝐴2 + 𝐶3𝐴3
σ𝐴𝑛
Para cálculo do tempo de concentração, utilize a equação de Kirpich:
𝑡𝑐 = 57.
𝐿3
𝐻
0,385
tc= 57. L
3
H
0,385
Reflita sobre a seguinte situação
Calcule a vazão com a equação:
Onde Q= vazão de projeto, i = intensidademáxima de chuva local (IDF 
calculada) e C = coeficiente de escoamento superficial.
𝑄 =
𝐶. 𝑖. 𝐴
3,6
Reflita sobre a seguinte situação
Valor médio de C:
Cmédio = 0,49
Cálculo do tempo de concentração:
𝑡𝑐 = 57.
33
15
0,385
tc = 71,48 minutos
𝐶𝑚é𝑑𝑖𝑜 =
0,54.2 + 0,40.3,5 + 0,61.1,5
2 + 3,5 + 1,5
Reflita sobre a seguinte situação
Cálculo da vazão:
Q = 63,84 m3/s
𝑄 =
𝐶. 𝑖. 𝐴
3,6
𝑄 =
0,49.67. (2 + 3,5 + 1,5)
3,6
Dica do Professor
Bloco 5
Marcelo Balbino da Silva
Dica de Leitura!
Livro: 
Introdução a Hidráulica, 
Hidrologia e Gestão de Águas 
Pluviais.
Autor: John Gribbin.
Editora: Cengage Learning.
Ano: 2014.
Figura 7 – Livro
Fonte: https://images-na.ssl-images-
amazon.com/images/I/41S5PPchijL._SX336_BO1,204,203
,200_.jpg. Acesso em: 18 maio 2020.
https://images-na.ssl-images-amazon.com/images/I/41S5PPchijL._SX336_BO1,204,203,200_.jpg
Dica de Leitura!
Apresenta os conceitos de hidráulica e de hidrologia de águas superficiais 
aplicados à solução de problemas práticos da engenharia. 
Fala sobre a infraestrutura urbana, uso e ocupação do solo e de 
planejamento.
Apresenta alguns estudos de caso, baseados em projetos reais.
Referências
SARTORI, A. Avaliação da classificação hidrológica do solo para a determinação do 
excesso de chuva do método do serviço de conservação do solo dos Estados Unidos.
Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Civil, da Universidade Estadual de 
Campinas, 2004.
VILLELA, S. M.; MATTOS, A. Hidrologia aplicada. Editora McGRAW – HILL do Brasil, 1975. 
p1-53.
Bons estudos!