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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 50 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com CAPÍTULO 4 – CICLO HIDROLÓGICO 4.2 Escoamento Superficial Dentre as fases básicas do ciclo hidrológico, sem dúvidas uma das mais im- portantes para projetos de águas pluviais é a de escoamento superficial. Basicamen- te, quando a chuva atinge o solo, parte dela fica retida na superfície. Desse excesso retido, parcela dele infiltrará na superfície precipitada e a outra parte irá escoar para pontos não saturados por conta da força de atração gravitacional. Em um corpo d’água o escoamento tem como origem as seguintes compo- nentes: Precipitação direta sobre a superfície do corpo d’água; Escoamento superficial nas vertentes da bacia; Escoamento sub-superficial; Escoamento subterrâneo. O escoamento superficial vai variar de acordo com a declividade do terreno, tipo de solo e da sua cobertura (floresta, pastagens, terras cultivadas). Salienta-se que, mesmo já tendo o coeficiente de escoamento, o ideal é que o engenheiro realize análise mais aprofundada do terreno. CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 51 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com Quando vamos fazer um projeto, se o terreno tiver uma cobertura natural ou pouco urbanizada, logo, haverá uma maior absorção da água pelo solo e retenção pelas folhas, valas ou pequenos buracos no solo. Além disso, quando a água fica retida, há a evaporação natural dele, isso sem falar da evapotranspiração, que é quando as plantas utilizam aquele líquido que fi- cou no solo e ao transpirarem enviam ela novamente para a atmosfera, reiniciando o ciclo hidrológico. Na hora de calcular a vazão do projeto, independente do método, será neces- sário adotar o coeficiente de escoamento superficial, também é chamado de coefici- ente runoff ou coeficiente de deflúvio. O coeficiente corresponde a água da chuva precipitada na superfície da terra que flui por ação da gravidade. Por isso, essa fase pode ser considerada para os engenheiros, a parte mais importante do ciclo hidroló- gico. Aproximadamente um sexto da precipitação numa determinada área escoa como deflúvio. O restante evapora ou penetra no solo. O coeficiente de deflúvio po- de ser tanto relativo a uma chuva isolada ou a um intervalo de tempo em que várias chuvas aconteceram. C = Volume total escoado / Volume total precipitado No caso da microdrenagem, esse valor será sempre abaixo de 1. 4.3 Interceptação A interceptação pode ser definida como a retenção de parte da precipitação acima da superfície do solo, o que pode ocorrer devido à vegetação ou outras formas de obstrução, sendo normalmente considera- da apenas a primeira (PAZ, 2004). A maior parte do volume de água interceptado é então “perdida” através da evaporação, ou seja, “deixa” de gerar escoamento superficial por evaporar. Depen- CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 52 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com dendo do estudo hidrológico desenvolvido, a interceptação pode ser desprezível ou ser considerada embutida junto com outras perdas em um termo ou coeficiente úni- co. Entretanto, dependendo principalmente do tipo e densidade da cobertura vegetal na bacia e das características da precipitação, o volume retido na vegetação pode ser bem significativo e merecer um tratamento específico no processo de transfor- mação chuva-vazão. Por exemplo, Linsley (1949) apud Tucci (2000) menciona que, sob determina- das condições, a interceptação pode ser de 25% do total precipitado anual em uma bacia hidrográfica. Já segundo Wingham (1970) apud Tucci (2000), o volume inter- ceptado pela vegetação pode atingir 250 mm ao ano em regiões úmidas com flores- tas. Processo de interceptação O processo de interceptação pela cobertura vegetal é ilustrado pela sequên- cia da figura apresentada abaixo. Considerando a não ocorrência de precipitação por um certo período de tem- po, ou seja, sem precipitação anterior, a cobertura vegetal se apresenta “seca”, isto é, sem volume de água acumulado na superfície das folhas. Ao iniciar uma precipi- tação (figura a), parte atravessa a folhagem, passando entre os espaços entre as folhas, e parte é interceptada por elas. À medida que a precipitação continua, as fo- lhas passam a acumular um volume de água na sua superfície (figura b), o que vai variar de acordo com o tamanho, forma, estrutura, etc, de cada folha. Esse volume acumulado na vegetação passa a sofrer ação da radiação solar e parte evapora. Chega-se a um ponto em que o volume de água armazenado nas folhas é tanto que CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 53 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com passa a escoar pelos galhos e troncos ou “precipitando” novamente pelas suas bor- das (figura c). Pode-se perceber, pelo processo descrito anteriormente, que o volume de água interceptado pela vegetação varia ao longo do tempo, desde o início da precipi- tação, quando estava “sem água acumulada” (ou seja, podia ocupar toda a sua ca- pacidade de armazenamento) até passado algum instante de tempo, quando fica com sua capacidade preenchida. Conclui-se, então, que a maior parte da interceptação ocorre no início da pre- cipitação e vai diminuindo ao longo do tempo, tendendo a zero. 4.4 Infiltração O processo de infiltra- ção pode ser definido como a passagem de água da super- fície para o interior do solo, o qual depende fundamental- mente da disponibilidade de água para infiltrar, da natureza do solo, do estado da sua su- perfície, e das quantidades inicialmente presentes de ar e água no seu interior (PAZ, 2004. O conceito de capaci- dade de infiltração é aplicado ao estudo da infiltração para diferenciar o potencial que o solo tem de absorver água pela sua superfície, em ter- mos de lâmina por tempo, da taxa real de infiltração que acontece quando há dispo- nibilidade de água para penetrar no solo. Simplificadamente pode-se considerar o solo dividido em duas zonas, que são a zona de aeração e a zona de saturação. A primeira é caracterizada por apresentar os vazios do solo parcialmente ocupados pela água, variando conforme a ocorrência de precipitação, características do solo, etc. Por ser a camada em contato com a CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEADPágina | 54 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com superfície, a água nela presente sofre ação da evaporação e também é absorvida pelas raízes das plantas, sendo eliminada depois pela transpiração, em função da fotossíntese. Também ocorre a ascensão da água devido ao efeito de capilaridade, mas, conforme os vazios do solo vão sendo ocupados pela água, esta tende a rom- per as forças capilares e se deslocar verticalmente para baixo, sob ação da gravida- de (PAZ, 2004). A zona de saturação, como o próprio nome sugere, é caracterizada pela pre- sença de água nos vazios do solo em sua capacidade máxima, isto é, pela satura- ção do solo. Tal camada constitui as águas subterrâneas, sendo válida a distribuição hidrostática de pressões (pressão varia linearmente na vertical conforme a altura da camada saturada acima) e ocorre o escoamento sob ação da gravidade. Também ocorre ascensão da água da zona de saturação para a zona de aeração, por efeito da capilaridade (PAZ, 2004). 1) Em um corpo d’água o escoamento tem como origem as seguintes compo- nentes, exceto: a) Precipitação direta sobre a superfície do corpo d’água. b) Escoamento superficial nas vertentes da bacia. c) Escoamento sub-superficial e subterrâneo. d) Precipitação em granizo no corpo d’água. 2) Pode-se concluir que a maior parte da interceptação ocorre no início da preci- pitação e vai diminuindo ao longo do tempo, tendendo a: a) Zero. b) Um. c) Dois. d) Três. Hidrologia Aplicada Atividades de Fixação CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA GRADUAÇÃO UNEC / EAD DISCIPLINA: HIDRÁULICA APLICADA NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA - NEAD Página | 55 Professor: D.Sc. Marcos Alves de Magalhães – professormarcosmagalhaes@gmail.com M.Sc. Sanderson Dutra Rocha Gouvêa – sanderson.unec@gmail.com 3) A zona de _________, como o próprio nome sugere, é caracterizada pela presença de água nos vazios do solo em sua capacidade máxima. A palavra que preenche a lacuna é: a) Vegetação. b) Saturação. c) Precipitação. d) Aeração. Referência Bibliográfica PAZ, A.R. Hidrologia Aplicada. Universidade Estadual do Rio Grande do Sul. Caxi- as do Sul, 2004. 138p.
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