Ciclo Hidrológico e Bacias

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Conteudista: Prof.ª M.ª Raquel Finkler
Revisão Textual: Prof.ª M.ª Maiara Stéfani Costa Brandão
Objetivos da Unidade:
Compreender as etapas do ciclo hidrológico; 
Associar o conceito de bacias hidrológicas com o ciclo da água; 
Apontar os elementos que compõem o balanço hídrico.
📄 Contextualização
📄 Material Teórico
📄 Material Complementar
📄 Referências
Hidrologia – Parte 1
Nesta Unidade, analisaremos as etapas do ciclo da água, bem como estudaremos quais os elementos que
integram a equação de balanço hídrico. Outro ponto de destaque é o histórico da hidrologia. 
Quem foram os percursos nessa área? Quais são os desafios das simulações em estudos hidrológicos?
Essas são questões que o material pretende responder!
Lembre-se de acessar e de estudar os materiais complementares, que servem para complementar a sua
aprendizagem!
Nesta Unidade, você conhecerá as particularidades relacionadas ao ciclo da água, que é fundamental para a
sobrevivência da vida no planeta, assim como para o desenvolvimento econômico da nossa sociedade.
Compreender os fenômenos que envolvem o ciclo hidrológico, bem como a delimitação das bacias
hidrográficas, permitirá o planejamento para a melhoria da qualidade das águas.
Antes de começar, leia e analise as notícias, a seguir, a respeito do tema.
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📄 Contextualização
Crise Climática: Dez Países Sofreram Graves Inundações em Apenas 12 Dias
Em setembro de 2023, dez países sofreram os efeitos das chuvas intensas que assolaram seus territórios.
Em especial na Líbia, os efeitos das inundações trouxeram inúmeras perdas, inclusive ceifando a vida de
cerca de 11 mil pessoas. Esses efeitos extremos alertam aos governos sobre a necessidade de um
planejamento para evitar que essas tragédias se repitam.
ACESSE
Aumento de 16 Vezes da Vazão das Cataratas do Iguaçu Influencia Inundações no Paraguai, e Famílias
Precisam Ser Removidas de Casa
As intensas chuvas do mês de setembro de 2023 resultaram em um significativo aumento da vazão das
Cataratas do Iguaçu. De acordo com os dados de monitoramento de vazão, essa é a segunda maior vazão
registrada desde 1997. Em decorrência do aumento do nível da água dos rios, foi necessária a remoção das
famílias que vivem nas suas margens.
ACESSE
Leitura
https://www.cnnbrasil.com.br/internacional/crise-climatica-dez-paises-sofreram-graves-inundacoes-em-apenas-12-dias/
https://g1.globo.com/pr/oeste-sudoeste/noticia/2023/10/30/aumento-de-16-vezes-na-vazao-das-cataratas-do-iguacu-influencia-inundacoes-no-paraguai-e-familias-precisam-ser-removidas-de-casa.ghtml
Introdução
Assimilar as temáticas e refletir sobre os impactos relacionados à hidrologia, ao ciclo da água e às bacias
hidrográficas permite que os profissionais da área ambiental compreendam os fenômenos e suas
alterações, e, sendo assim, é possível realizar o planejamento urbano e rural.
A hidrologia é uma ciência interdisciplinar que estuda a movimentação da água no nosso planeta. O ciclo
hidrológico refere-se à dinâmica da água, sendo esse condicionado pelas diferentes condições climáticas
(radiação, ventos, umidade, dentre outros), o que permite que ocorra a transição entre os meios terrestre,
atmosférico e aquático.
Ainda, a partir do entendimento das fases do ciclo hidrológico, é possível delimitar as bacias hidrográficas,
que são áreas geográficas definidas considerando os caminhos preferências da água, quando essa escoa
superficialmente. A sua delimitação não só é importante para a elaboração de balanços hídricos, mas
também para o planejamento das intervenções com objetivo de preservar e conservar a água.
Nesta Unidade, analisaremos cada um desses tópicos para que possamos compreender as relações
existentes, em especial, aquelas entre o ciclo da água e a dinâmica das bacias hidrográficas.
Hidrologia e a História do Homem
Desde a Antiguidade, o homem procurou meios para garantir sua existência através do plantio de culturas
para sua alimentação, existindo, dessa forma, a necessidade de irrigação nas antigas sociedades agrárias.
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📄 Material Teórico
Foi no Egito que se iniciou o primeiro projeto conhecido de irrigação em grande escala. Ainda, foram os
egípcios os responsáveis pelos primeiros registros das enchentes do Rio Nilo datados de 3.000 a.C. Já os
primeiros registros de medidas de precipitação datam de 350 a.C. na Índia (PINTO, 1976).
Entre os povos da Antiguidade, merecem destaque os filósofos gregos, pois foram os primeiros estudiosos
que tentaram elucidar o ciclo da água, apesar das suas ideias não explicarem corretamente esse fenômeno.
Entre os pensadores daquela época, Marcus Vitruvius Pollio conseguiu descrever um modelo mais próximo
ao que atualmente conhecemos (TUCCI, 2007).
No século XV, as concepções de Leonardo da Vinci e Bernard Palissy contribuíram para o esclarecimento do
ciclo hidrológico, apesar de ainda haver dificuldade na compreensão sobre as relações existentes entre
precipitação e escoamento das águas (TUCCI, 2007). 
Neste contexto, Oliveira (2016) traça um histórico da hidrologia. O autor descreve que, em 1649, o hidrólogo
francês Pierre Perrault comprovou, por meio de suas pesquisas, que o volume de água pluviométrica poderia
manter o escoamento do Rio Sena. Ainda, na França, o estudioso Edme Mariotte realizou estudos que
fundamentaram a hidráulica e a mecânica dos fluidos, e, ainda hoje, são aplicados na engenharia.
A partir da década de 1970, verificou-se um aumento na preocupação com a utilização da água e, portanto, a
hidrologia ganhou destaque como uma ciência (OLIVEIRA, 2016).
A Hidrologia pode ser conceituada como uma “ciência natural que trata dos fenômenos relativos à água e
todos seus estados, de sua distribuição e ocorrência na atmosfera, na superfície terrestre e no solo, e da
relação desses fenômenos com a vida e atividades do homem” (MEYER, 1948 apud GARCEZ; ALVAREZ,
1988). Garcez e Alvarez (1988) comentam que a Hidrologia está associada a outras ciências como
Meteorologia, Climatologia, Geografia, Física, Geologia, etc.
Tucci (2007) pondera que a hidrologia é uma ciência interdisciplinar, que tem evoluído em razão do aumento
da preocupação com a forma de ocupação das bacias hidrográficas e com os usos da água, o que vem
ocasionando impactos negativos no meio ambiente. Os estudos hidrológicos englobam a aplicação de
metodologias matemáticas e estatísticas, resultando na melhoria dos seus resultados.
Como exemplos de aplicação da Hidrologia na Engenharia, podemos citar (GARCEZ; ALVAREZ, 1988):
Ciclo Hidrológico
O comportamento natural da água quanto à sua ocorrência, suas transformações de estado e suas relações
com a vida humana pode ser bem caracterizado por meio do conceito de ciclo hidrológico. O entendimento
desses fenômenos é o ponto de partida para o planejamento e a gestão dos recursos hídricos, uma vez que
são analisados não somente os processos que compõem esse ciclo, mas também os dados quantitativos,
gerando informações que permitem a realização de diferentes estimativas.
Estimativa dos recursos hídricos de uma região (avaliação da capacidade dos recursos
superficiais e subterrâneos; análise das variações quali-quantitativas das águas naturais;
elaboração de balanço hídrico);
Projeto e construção de obras hidráulicas (aplicação no dimensionamento de pontes, de
bueiros e de galerias; assim como de condutos e de sistemas de recalque; elaboração de
projeto e de construção de barragens e dimensionamento de extravasores);
Drenagem e recuperação de áreas;
Irrigação;
Estudos evaporimétricos e de infiltração de água no solo;
Regularização dos cursos de água e controle de inundações;
Controle da poluição;
Controle da erosão;
Navegação;
Aproveitamento hidroelétrico (previsão de vazões máximas, mínimas e médias dos cursos de
água; análise técnica da necessidade de construção de reservatório de acumulação, e,
existindo este, indicação de elementos necessários ao projeto e à construção).
Pinto (1976) afirma que a água,no ambiente, pode ser encontrada nos três estados (sólido, líquido e
gasoso), na atmosfera, superfície da Terra, subsolo e nas grandes massas constituídas pelos oceanos;
sendo assim, a constante movimentação é denominada de ciclo da água.
Silva (2015) define o ciclo hidrológico como um evento de circulação fechada da água entre a atmosfera e a
superfície da Terra, que é influenciado pela energia solar, gravidade e rotação terrestre. A autora ainda
pontua que o ciclo não tem começo ou fim, sendo que os seus processos ocorrem de forma contínua e
dinâmica.
A natureza é uma grande recicladora e a água é um importante exemplo disso. As etapas do ciclo hidrológico
podem ser resumidamente enumeradas conforme segue:
A água evapora dos oceanos e lagos da Terra (evaporação);1
A água evaporada forma nuvens;2
As nuvens deslocam-se pela atmosfera em padrões climáticos globais;3
O vapor da água se condensa e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo (precipitação);4
A chuva chega ao solo e escoa por terra até os pequenos córregos (escoamento superficial),
até os rios e, finalmente, para os oceanos e os lagos. A Figura 1 é uma representação
esquemática do ciclo da água.
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Figura 1 – Esquema do ciclo da água
Fonte: Adaptada de Freepik
#ParaTodosVerem: imagem do ciclo da água. A figura é uma representação de um corte
da superfície terrestre, onde constam montanhas na cor verde. No topo das montanhas,
há a presença de áreas mais claras representando geleiras. Na encosta das montanhas,
há duas setas - apontando para as regiões mais baixas – indicando o fluxo de degelo (há a
palavra “degelo”) e o fluxo do escoamento superficial (com os dizeres “escoamento
superficial”) para os vales. A região superficial verde com rio e símbolos de animais e
árvores indica a existência de um vale. Na imagem, constam duas setas - apontando para
a parte superior da imagem, que se refere à atmosfera – indicando o fenômeno de evapo-
transpiração (com os dizeres “evapo-transpiração”). Além disso, no centro da imagem, há
três setas voltadas para a parte inferior da imagem, indicando a etapa de infiltração. Na
parte inferior da imagem, que representa o subsolo na cor bege-escura, há outras setas
indicando a continuidade da infiltração da água no solo (com os dizeres “infiltração
recarga”). Também há os dizeres “fluxo base de rio”, ao final da representação do rio no
canto esquerdo. Ainda, no canto esquerdo até o centro da imagem, há a indicação de um
canal em bege-claro, com uma seta na área central indicando o percurso da água
subterrânea (com os dizeres “água subterrânea”). Na parte final do canal bege-claro, no
centro da figura, há três setas apontando para a superfície terrestre, sinalizando a área de
descarga da água (acompanhado da palavra “descarga”). No canto esquerdo e inferior da
imagem, há rachaduras, que se referem às fraturas na rocha (com os dizeres “fraturas na
rocha”). Além disso, há uma seta, com a indicação do fluxo da água subterrânea. No canto
superior direito, há uma área em azul, representando o mar (com a palavra “mar”). Nesse
espaço, há três setas apontadas para a parte superior da imagem acompanhadas do
termo “evaporação”. Na parte superior da imagem, há a representação do céu em azul, sol
em amarelo e três nuvens em branco. A partir de cada nuvem, há duas setas sinalizando a
precipitação (a palavra “precipitação” encontra-se perto da primeira nuvem). Fim da
descrição.
Os córregos e os rios são alimentados pelas chuvas, parte dessa precipitação é perdida imediatamente por
evaporação e por evapotranspiração (a perda de vapor de água das plantas para a atmosfera). Já a outra
parte flui por gravidade sobre a superfície do solo, contribuindo para a formação dos recursos hídricos
superficiais. Ainda, outra parcela da água acaba infiltrando no solo e se armazenando no subsolo, formando
o lençol freático.
Embora o escoamento sobre o solo seja relativamente rápido, alcançando o curso d’água em minutos, no
máximo em horas, o escoamento no subsolo é muito mais lento, durando muitos dias. Portanto, depois de
uma rápida onda inicial de escoamento no solo, quando chove, os cursos d’água são constantemente
abastecidos pela água do subsolo durante o período de estiagem.
O escoamento de base é aquele presente nos cursos d’água, decorrente do fornecimento de água do
subsolo. Já a onda rápida é decorrente do escoamento sobre o solo e é chamada de escoamento
superficial.
Para compreender a relação entre a vazão-chuva, são utilizados hidrogramas. Tais gráficos representam a
variação da vazão da água de um sistema ao longo do tempo. As informações, que constam em um
hidrograma, são de grande relevância para a elaboração de projetos de drenagem e outras estruturas.
O hidrograma foi conceituado por Tucci (2007) como um gráfico que apresenta a vazão ao longo do tempo,
sendo essa decorrente da interação entre precipitação e outros componentes do ciclo hidrológico e a vazão
na bacia hidrográfica. No hidrograma, apresentado na Figura 2, é possível observarmos a representação de
uma curva com um pico que representa a maior vazão em um dado momento.
Figura 2 – Hidrograma de cheia de um rio
Fonte: Adaptada de Finotti et al. 2009, p. 43
#ParaTodosVerem: imagem de um hidrograma de cheia de um rio. A figura é composta
por um gráfico, sendo que, no eixo horizontal, a unidade é o tempo, expresso em minutos,
e o eixo vertical refere-se à vazão expressa em metros cúbicos por segundo. Na parte
superior, também constam dois eixos de um gráfico refletidos de forma invertida.
Enquanto o eixo horizontal se refere ao tempo (expresso em minutos), o eixo vertical está
associado à chuva com a unidade de medida em milímetros. Na parte central, há um
gráfico que inicia suavemente a partir do lado direito, formando uma curva ascendente e
um pico que depois começa a descender e torna-se constante. Essa linha refere-se ao
escoamento superficial. Além disso, a partir do ponto que inicia (indicado pela letra A), que
começa o aumento da curva de escoamento superficial, há a marcação de uma linha
pontilhada, que decresce até o ponto B junto ao eixo horizontal e depois ascende
acentuadamente até o ponto C, encontrando-se com o gráfico do escoamento superficial.
Essa linha pontilhada refere-se ao escoamento subterrâneo. Fim da descrição.
Pela análise da Figura 2, é possível verificar que o nível do escoamento superficial demora pouco tempo
antes de aumentar seu nível, isso decorre da ação da interceptação vegetal e outros fatores, que são os
fenômenos responsáveis por tal retardo. Ao atingir o pico, podemos verificar que o processo de maior
atuação é o escoamento superficial. Com o decréscimo do pico, observamos a ação do escoamento
subterrâneo.
A interpretação do hidrograma deve considerar o descrito por Silva (2015):
Finotti et al. (2009) diferenciam os hidrogramas gerados em bacia natural e em bacia impermeabilizada.
Segundo os autores, em uma bacia hidrográfica natural, o hidrograma representa a variação lenta de vazão e
dos picos de enchentes moderados. Por sua vez, o hidrograma de uma bacia impermeabilizada apresenta
uma rápida variação de vazão e um tempo de retardamento curto decorrentes da redução da infiltração e da
interceptação devido à impermeabilização do solo. Nesse caso, também verificamos um aumento do
escoamento.
Tucci (2007) indica os fatores que podem influenciar na forma do hidrograma:
Hidrogramas pontudos refletem que o escoamento mais relevante é o rápido (escoamento
superficial e subsuperficial);
Hidrogramas achatados refletem a relevância do escoamento de base, que está associado ao
escoamento subterrâneo.
Relevo: bacias hidrográficas com boa drenagem e elevada declividade resultam em
hidrogramas íngremes com pouco escoamento de base;
Cobertura da bacia: a existência de vegetação na área da bacia hidrográfica tende a diminuir o
escoamento e aumentar a ação da evapotranspiração;
Modificações artificiais: decorrentes da ação antrópica;
Distribuição, duração e intensidadede precipitação: com uma precipitação constante,
ocorrem alterações na capacidade de armazenamento e no tempo de concentração da bacia,
o que pode resultar na estabilização do valor de pico;
Os hidrogramas podem ser utilizados para o entendimento da variação no escoamento superficial e o
escoamento subterrâneo. Sendo assim, em projetos de estruturas hidráulicas, o escoamento superficial
deve ser a nossa principal atenção, porque representa o maior volume de água que a estrutura deve
conduzir. Por exemplo, em cursos d’água relativamente pequenos, depois de qualquer evento normal de
chuva, o escoamento superficial atinge o valor máximo e começa a diminuir antes que os escoamentos do
subsolo e do lençol freático tenham chance de contribuir significativamente com a vazão. Assim, assume-
se que a vazão de projeto advém totalmente do escoamento superficial.
Bacias Hidrográficas
A bacia hidrográfica pode, também, ser denominada como bacia de drenagem superficial, bacia coletora ou
bacia de contribuição. Silveira conceitua a bacia hidrográfica como
Outro conceito foi elaborado por Garcez e Alvarez (1988). Para os autores, a bacia hidrográfica é uma área
definida e delimitada topograficamente a partir de um ponto de um curso d´água, onde converge a vazão da
água, que é medida ou descarregada através desse ponto.
Solo: a umidade do solo influencia no escoamento superficial.
- SILVEIRA, 2007, p. 40
“uma área de captação natural da água da precipitação que faz convergir os escoamentos
para um único ponto de saída, seu exutório. A bacia hidrográfica compõe-se basicamente
de um conjunto de superfícies vertentes de uma rede de drenagem formada por cursos de
água que confluem até resultar em um leito único no exutório.”
Percebam que, no conceito apresentado pelos autores mencionados, a definição de bacia hidrográfica
envolve a compreensão sobre as diferentes etapas do ciclo hidrológico, em especial, a precipitação e o
escoamento superficial. Também, o conceito está relacionado com a confluência do fluxo das águas até o
exutório (ponto de saída). 
Em síntese, a bacia hidrográfica é uma região geográfica que abrange a rede de drenagem, o que inclui o rio
principal e seus afluentes, que convergem suas águas para a mesma saída (exutório). Os limites da bacia
hidrográfica coincidem com a linha cumeada (divisor de água), que é o lugar mais elevado do terreno (SILVA,
2015).
Ao calcular a vazão em um curso d’água resultante de um evento de chuva, devemos, primeiro, determinar o
tamanho da área, ou seja, delimitar a bacia hidrográfica sobre a qual a chuva incide. 
Porto e Porto (2008) comentam que a escala para delimitação de uma bacia hidrográfica depende do estudo
a ser realizado. Os autores exemplificam que é possível determinar a totalidade da Bacia do Rio Amazonas,
assim como sub-bacias maiores ou menores. Sendo assim, o tamanho ideal de uma bacia hidrográfica é
dependente da necessidade do problema de pesquisa a ser abordado, esse conceito adapta-se bem aos
sistemas de gestão de recursos hídricos.
Há diferentes métodos que podem ser aplicados para a delimitação de bacias hidrográficas: o método
manual e o método automático, sendo que, neste último, são utilizados diferentes softwares disponíveis no
mercado.
A delimitação de bacias hidrográficas, quando realizada de forma manual, utiliza de carta topográfica, onde
se traça uma linha representando o divisor de bacia. Entretanto, essa metodologia exige experiência e
atenção do profissional, já que envolve uma certa subjetividade (NICOLETE et al., 2015).
Os princípios para a delimitação de bacias hidrográficas foram descritos por Gribbin (2014). Iremos analisar
cada um deles na sequência:
Desenhar os divisores perpendiculares a linhas de contorno, que representam uma curva de
nível;
Faria, Nunes e Botelho (2023) consideram que os métodos automáticos de delimitação de bacias
hidrográficas são os mais aplicados atualmente, pois proporcionam eficiência e agilidade ao processo. Os
autores alertam que, na aplicação desses processos automáticos, deve-se ter atenção para os diferentes
ambientes e a qualidade dos resultados obtidos, o que implica na adoção de uma análise crítica sobre
diferentes aspectos como os dados de entrada, ferramentas e resultados.
A delimitação de bacias hidrográficas pode ser feita utilizando sistemas de informações geográficas (SIG),
que possuem diferentes funcionalidades, automatizando a realização da atividade. Silva (2015) indica que
os principais sistemas comerciais para realização da delimitação são: ArcGis ESRI (ampla aplicação);
GRASS; QUANTUM GIS e SPRING.
Desenhar o divisor a partir das cristas de elevações, sendo essas colinas e montanhas;
Nunca desenhar divisores em baixada;
Desenhar o divisor entre duas curvas de nível de mesma cota topográfica;
Em caso de dúvida, imaginar uma gota de chuva caindo sobre a linha e, assim, traçar o
caminho do escoamento seguido pela gota.
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ACESSE
Balanço Hídrico
O balanço hídrico pode ser entendido como o resultado da quantidade de água que entra e que sai de um
sistema em um determinado intervalo de tempo. Para Lisboa ([20--]), a equação expressa a quantificação da
água presente nas etapas do ciclo hidrológico para um intervalo de tempo, sendo que, para sua
determinação, é necessária a definição de espaço físico, em geral, a bacia hidrográfica.
Diversas escalas espaciais podem ser analisadas para determinar o balanço hídrico. Em escala global, o
“balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológico”, cujo resultado nos mostrará a quantidade de água disponível
no sistema (no solo, rios, lagos, vegetação úmida e oceanos), ou seja, na biosfera, apresentando um ciclo
fechado. Na Tabela 1, consta a distribuição da água no nosso planeta.
Tabela 1 – Balanço hídrico global anual
Site
As Regiões Hidrográficas
O território brasileiro é dividido em doze bacias hidrográficas, que foram
instituídas pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos. Cada uma dessas
bacias possui características naturais, sociais e econômicas similares. Para
conhecer mais sobre cada região, consulte o site.
https://www.gov.br/ana/pt-br/assuntos/gestao-das-aguas/panorama-das-aguas/regioes-hidrograficas
Superfície
do planeta
Precipitação*
(km3/ano)
Evaporação(km3/ano)
Descargas
Fluviais
Totais
(km3/ano)
Oceanos 458.000 502.800 –
Terrenos 110.000 65.200 44.800
Lagos 9.000 9.000 –
Total 577.000 577.000 44.800
Legenda: (*) principalmente chuva, neve e neblina.
Fonte: Shiklomanov (1999 apud Silva, 2015, n. p.)
A água disponível para uso na superfície da Terra, da qual a humanidade, a economia e a indústria
dependem, constitui apenas uma fração total existente, sendo renovada pelo ciclo hidrológico. Nesse
sentido, Garcez e Alvarez (1988) comentam que a distribuição da água no meio terrestre depende de
diferentes fatores como os tipos de rochas e as particularidades dos depósitos de sedimentos.
Em razão da complexidade dos estudos envolvidos na análise do fluxo da água, adota-se o conceito de bacia
hidrográfica como o melhor espaço de avaliação do comportamento hídrico, uma vez que os pontos de
entrada e de saída do sistema são definidos. Dessa forma, em uma escala intermediária, que pode ser
representada por uma microbacia hidrográfica, o balanço hídrico resulta na vazão de água desse sistema.
O entendimento do balanço hídrico é um dos fundamentos mais importantes para conhecer os efeitos
causados pelo homem sobre o meio natural, a disponibilidade hídrica e a sustentabilidade ambiental. A
determinação do balanço hídrico pode ser realizada considerando a camada de solo, um trecho de rio ou
uma bacia hidrográfica. O conhecimento dos componentes do balanço hídrico depende de vários fatores
como: a precipitação, a evapotranspiração potencial (aqui embutidas outras variáveis climáticas), as
condições do solo e uso do solo, a geologia subterrânea, dentre outros.
Para o planejamento, o suprimento e a demandade água devem ser considerados conjuntamente, de forma
a se equilibrar nesse balanço, contribuindo para o desenvolvimento do homem e do mundo.
Equação de Balanço Hídrico
A bacia hidrográfica, como anteriormente indicado, pode ser considerada um sistema fechado, onde há
entradas (precipitação) e saídas de água (vazões de saída e transpiração). A Figura 3 é uma representação
desse sistema.
Figura 3 – Entradas e saídas de água em uma bacia hidrográfica
Fonte: Silva (2015)
#ParaTodosVerem: imagem de uma área, constituída pela atmosfera, solo e subsolo. No
canto esquerdo, na parte superior, há a representação de duas nuvens gotejando chuva, e
setas voltadas para a parte inferior da figura acompanhadas da letra P (precipitação). No
canto esquerdo, há uma seta, acompanhada do termo Qss1 mais Qsub1 (contribuições
laterais de entrada), apontando para uma área em marrom, que é o subsolo. Na imagem
que representa a superfície do solo, no canto superior esquerdo e canto inferior direito, há
três árvores. Cortando a área central da imagem, há um traço em marrom-escuro. No
canto superior da imagem, há três setas sequenciais, indicando o que segue: letra Q
(vazão), letra E (evaporação potencial) e letra T (transpiração). Na parte inferior da
imagem, em marrom, sinalizando o subsolo, constam três sequenciais: o termo Qss2 mais
Qsub2 (contribuições laterais de saída) e o termo S (armazenamento de água na bacia
hidrográfica). Por fim, no canto superior direito, há a representação do sol em amarelo. Fim
da descrição.
Pela análise da Figura 3, podemos compreender que qualquer sistema hidrológico pode ser descrito por um
balanço hídrico, que demonstra matematicamente as entradas de água e a variação no seu armazenamento.
O balanço hídrico considera os elementos específicos do ciclo hidrológico, assim como particularidades das
características climáticas, dos biomas e dos ambientes construídos (SILVA, 2015). A simplicidade do
balanço hídrico é, no entanto, frequentemente enganosa, pois a quantificação dos termos da equação não é
facilmente quantificada.
A equação do balanço hídrico, de acordo com Barbosa Júnior (2022), é utilizada para um determinado
período de tempo (que pode variar de minutos a anos); uma pequena área de drenagem natural ou artificial,
uma bacia hidrográfica, um corpo d’água ou um lençol subterrâneo e, ainda, para uma região da atmosfera.
Além disso, o mesmo autor afirma que as três aplicações mais comuns do balanço hídrico são: equação do
balanço hídrico para bacias hidrográficas; equação para corpos d’água (rios, lagos, reservatórios) e para
escoamento superficial direto (runoff). A forma geral da equação do balanço hídrico é dada pela Equação 1
(BARBOSA JÚNIOR, 2022).
[Quantidade que entra no volume de controle] – [Quantidade que sai do volume de controle] = [Variação da
qualidade acumulada no interior do volume de controle]
ou
Equação 1
Onde: 
Segundo Barbosa Júnior (2022), a equação de balanço hídrico pode ter a subdivisão e/ou eliminação de
termos dependendo dos objetivos do seu uso.
Equação do balanço hídrico para grandes bacias hidrográficas em intervalos de longa duração: nesse
P = precipitação;
R = escoamento superficial;
G = escoamento subterrâneo;
E = evaporação;
T = transpiração;
ΔS = variação do armazenamento no interior do volume de controle;
“in” e “out” = quantidade que entra e que sai do volume de controle.
caso, a equação de balanço hídrico é aplicada para análise das demandas e/ou disponibilidade hídrica. No
caso de um balanço hídrico com um longo intervalo de tempo, os valores dos componentes se referem a um
ano médio. Dessa forma, as variações de armazenamento podem ser positivas ou negativas, tendendo a se
equilibrar, o que permite que ΔS (variação do armazenamento no interior do volume de controle) seja
desprezada. Também, nas grandes bacias hidrográficas, o fluxo de águas subterrâneas ocorre em dois
sentidos, ou seja, Gin = Gout, possibilitando que esses termos também sejam anulados. Outra variável está
associada ao escoamento superficial, que será nulo, caso não ocorrer o escoamento superficial através da
linha de contorno da bacia, quando não há transposição de uma bacia hidrográfica para outra (Rin = 0).
Assim, a Equação 2 representa os fenômenos que ocorrem em grandes bacias hidrográficas (BARBOSA
JÚNIOR, 2022).
Equação 2
Onde:
P = precipitação; 
E = evaporação; 
T = transpiração;
R = escoamento superficial;
“out” = quantidade que sai do volume de controle.
As grandezas da Equação 2 podem ser transcritas em termos de volumes (L3), alturas (L) ou taxas ou na
forma de volumes pode unidade de tempo (L3.T-1) ou alturas por unidade de tempo (L.T-1). Sendo assim, a
Equação 2 pode ser reescrita conforme apresentado na Equação 3 (BARBOSA JÚNIOR, 2022).
Equação 3
Onde: 
Equação do balanço hídrico para corpos d´água em curtos intervalos de tempo: devido ao curto intervalo
de tempo, para a realização do balanço hídrico, é necessário considerar a variação do armazenamento (ΔS).
Por sua vez, nas mesmas condições, a evaporação é pequena e pode ser desconsiderada. Dessa forma,
tem-se a Equação 4 (BARBOSA JÚNIOR, 2022).
P = precipitação;
ET = evapotranspiração;
Rout = volume escoado pela seção de saída da bacia (exutório), também conhecido como
vazão ou vazão específica.
Equação 4
Onde:
De acordo com Barbosa Júnior (2022), em curtos trechos de rios, as trocas subterrâneas podem ser
desconsideradas, portanto, a equação será (Equação 5).
Equação 5
Onde:
R = escoamento superficial;
G = escoamento subterrâneo;
ΔS = variação do armazenamento no interior do volume de controle;
“in” e “out” = quantidade que entra e que sai do volume de controle.
R = escoamento superficial;
G = escoamento subterrâneo;
Equação do balanço hídrico para escoamento superficial direto em uma bacia hidrográfica durante uma
chuva intensa: nesse caso, devem ser considerados os fenômenos que ocorrem junto à superfície do solo.
A Equação 6 expressa o balanço hídrico (BARBOSA JÚNIOR, 2022).
Equação 6
Onde:
ΔS = variação do armazenamento no interior do volume de controle;
“in” e “out” = quantidade que entra e que sai do volume de controle.
P = precipitação; 
Int = interceptação; 
E = evaporação; 
T = transpiração;
R = escoamento superficial – runoff;
I = infiltração;
Na ocasião de precipitação, podem ser ignorados os seguintes termos da equação: evaporação,
transpiração, interceptação e armazenamento nas depressões do terreno, portanto, a equação pode ser
reduzida a (Equação 7).
Equação 7
Onde:
Aplicação de Modelos de Simulação do Ciclo Hidrológico
O ciclo hidrológico é conhecido do ponto de vista qualitativo. A evolução deste conhecimento qualitativo, em
técnicas que permitam a obtenção de resultados quantitativos, constituiu-se sempre em um penoso
caminho que os hidrólogos vêm percorrendo há muito tempo.
Na realidade, quase todas as técnicas hidrológicas tradicionais são modelos de simulação simples. Os
computadores digitais permitiram o emprego de um novo método no campo da hidrologia, conhecido como
SD = armazenamento da água nas depressões do terreno.
P = precipitação;
R = escoamento superficial – runoff;
I = infiltração.
simulação por computador. Devido à grande velocidade de cálculo dos computadores atuais, é possível
programar todo o ciclo do escoamento e obter um fluxo contínuo de vazões por meio de incrementos
elementares de tempo.
É necessário estabelecer as relações representando cada fase do ciclo, desde a precipitação medida até a
vazão final e, a partir desses, definir os parâmetros para essas relações. O resultado do modelo será uma
série de vazões, que poderão ser confrontadas com os valores observados em uma estação hidrométrica.
Diz-se que o modelo simula adequadamente o comportamento de uma bacia hidrográfica, quando as
diferenças entre as vazões calculadas e as vazões realmente observadas ficam contidas em certa faixa de
erro aceitável. De acordo com os objetivos específicosde cada trabalho, poderá ser dada maior ou menor
ênfase a certos aspectos do ciclo hidrológico, o que poderá acarretar um número bastante grande de
decomposições e esquemas representativos.
Neste sentido, Barbosa Júnior (2022) afirma que a quantificação dos elementos do ciclo da água envolve
possíveis erros que são decorrentes das medidas e das técnicas de interpretação dos dados. O autor ainda
enfatiza que os dados, que são constantemente monitorados, são a precipitação e a vazão por meio de
estações hidrológicas. Já as informações de infiltração, evaporação, infiltração e armazenamento são
obtidas por meio de estimativas, observações e fórmulas empíricas.
Em Síntese
Diferentes fenômenos são responsáveis pelo equilíbrio do meio natural, bem
como pela sobrevivência dos múltiplos organismos no planeta, entre esses,
podemos destacar o ciclo da água, que é um sistema fechado de circulação
desse recurso.
A água, cada dia mais, vem sendo impactada pela ação antrópica, o que resulta
na alteração da sua qualidade e do seu regime hídrico. O seu próprio ciclo no
meio natural vem sendo modificado em razão da intervenção do homem.
Portanto, elucidar as variáveis que influenciam nas etapas do ciclo permite
que seja realizado um planejamento adequado para a preservação e a
conservação da água.
Nesta Unidade, pudemos estudar brevemente algumas das etapas do ciclo
hidrológico, merecendo destaque para a precipitação, o escoamento
superficial e o escoamento subterrâneo. A associação entre esses três
momentos do ciclo pode ser representada por meio da elaboração de
hidrogramas, que expressam a variação na vazão da água ao longo do tempo.
A interpretação das informações, que constam em um hidrograma, é uma das
etapas da elaboração de projetos de obras hidráulicas. Esses dados também
são utilizados para a realização de estudos ambientais, como aqueles
voltados às características quali-quantitativas dos recursos hídricos, bem
como para a previsão de disponibilidade de água.
Para a definição de estratégias de gestão dos recursos hídricos e para a
realização de estudos de balanço hídrico, deve ser considerada a bacia
hidrográfica, que é conceituada por diferentes autores. Analisando esses
conceitos, pudemos perceber que é consenso que as bacias hidrográficas são
áreas geográficas, por onde escoam as águas até um ponto de saída
(exutório). 
As bacias hidrográficas podem ser delimitadas por meio de métodos manuais
ou automatizados, sendo que, dependendo dos objetivos de um estudo
hidrológico, é possível definir a sua abrangência.
Com a finalidade de determinar o volume de água que circula em uma bacia
hidrográfica, podem ser aplicados modelos matemáticos que fornecem tais
estimativas. A equação de balanço hídrico expressa os fenômenos que
contribuem para a entrada e a saída de água em um sistema.
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
  Leitura  
Balanço Hídrico de uma Bacia Hidrográfica Localizada no Oeste do
Estado do Paraná 
O artigo publicado na Revista Engenharia Sanitária e Ambiental apresenta o balanço hídrico de uma bacia
hidrográfica localizada na região oeste do Paraná.
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ACESSE
O Estudo dos Componentes do Ciclo Hidrológico desde Métodos
Tradicionais até o Uso de Sensoriamento Remoto: uma Revisão
Esse artigo técnico busca sintetizar os métodos aplicados à avaliação da interceptação da água da chuva,
áreas de infiltração e áreas de escoamento superficial. A geração de dados permite a fundamentação
técnica do planejamento de bacias hidrográficas.
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📄 Material Complementar
https://www.scielo.br/j/esa/a/5bpgq6CTmCYfwVgRKS75hPR/?format=pdf
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ACESSE
Desastres Naturais no Brasil e no Mundo: uma Análise Holística com
Ênfase nos Impactos dos Eventos Hidrológicos e Meteorológicos 
O trabalho publicado se trata de uma revisão bibliográfica sobe a ocorrência de desastres naturais
associados ao ciclo da água e, também, aos fatores meteorológicos. O artigo permite uma reflexão sobre os
impactos socioeconômicos decorrentes desses eventos, que vem ocorrendo com maior frequência nos
últimos anos.
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ACESSE
Serviço Geológico do Brasil (CPRM) – Programa Nacional de
Hidrologia 
O Serviço Geológico do Brasil (CPRM) tem papel fundamental na geração e análise de dados relacionados à
água, sendo responsável pela condução do Programa Nacional de Hidrologia. Por meio desse Programa são
gerados dados de redes de monitoramento, desenvolvidas pesquisas na área, definidos cenários críticos
com relação a eventos hidrológicos e disseminado o conhecimento para a sociedade.
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ACESSE
https://periodicos.unb.br/index.php/paranoa/article/view/25952/23015
https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/17562/14251
https://www.sgb.gov.br/publique/Hidrologia/Apresentacao/Programa-Nacional-de-Hidrologia-6585.html
BARBOSA JÚNIOR, A. R. Elementos de hidrologia aplicada. São Paulo: Blucher, 2022. (e-book)
COMPANHIA DE SANEAMENTO DE JUIZ DE FORA (CESAMA). Água no planeta. 2019. Disponível em:
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FARIA, V. D.; NUNES, D. M.; BOTELHO, R. G. M. Delimitação automática de bacias hidrográficas: aplicação e
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FINOTTI, A. R. et al. Monitoramento de recursos hídricos em áreas urbanas. Caxias do Sul: Educs, 2009.
GARCEZ, L. N.; ALVAREZ, G. A. Hidrologia. 2. ed. São Paulo: Blucher, 1988. (e-book)
GRIBBIN, J. E. Introdução à hidráulica, hidrologia e gestão de águas pluviais. São Paulo: Cengage Learning,
2014. (e-book)
LISBOA, H. M. Princípios de hidrologia. Núcleo de Estudos da Água - Universidade Federal de Santa
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aplicações para estudos ambientais na região da Cuesta de Botucatu – SP. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE
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📄 Referências
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OLIVEIRA, D. B. (org.). Hidrologia. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016. (e-book)
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PORTO, M. F. A.; PORTO, R. L. L. Gestão de bacias hidrográficas. Estudos Avançados, [S. l.], v. 22, n. 63, 2008.
Disponível em: <https://www.scielo.br/j/ea/a/ccyh4cf7NMdbpJdhSzCRNtR/?format=pdf&lang=pt>. Acesso
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SILVA, L. P. Hidrologia: engenharia e meio ambiente. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. (e-book)
SILVEIRA, A. L. L. Ciclo hidrológico e bacia hidrográfica. In: TUCCI, C. E. M. (org.). Hidrologia: ciência e
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TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. In: TUCCI, C. E. M. (org.). Hidrologia: ciência e aplicação. 4. ed.
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