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HIDROLOGIA 
AULA 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof.ª Stéphanie Meyer Piazza 
 
 
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CONVERSA INICIAL 
Na hidrologia, após os eventos pluviais, a água que não infiltra escoará 
superficialmente. Nesta abordagem, veremos o conceito do escoamento 
superficial, seus componentes e fatores de influência bem como o estudo de 
cheias. Esse tema é de fundamental importância para o projeto de obras de 
engenharia, dimensionadas de modo a suportar as vazões máximas decorrentes 
do escoamento superficial. 
TEMA 1 – O ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Segundo Pinto (1976), o escoamento superficial “é o segmento do ciclo 
hidrológico que estuda o deslocamento das águas na superfície da Terra”. 
Esse estudo considera o movimento da água com base na menor porção 
de chuva que, caindo sobre um solo saturado de umidade ou impermeável, 
escoa pela sua superfície formando sucessivamente as enxurradas ou torrentes, 
córregos, ribeirões, rios e lagos ou reservatórios de acumulação. 
Conforme apresentado na Figura 1, o escoamento superficial é uma das 
etapas do ciclo hidrológico. 
Figura 1 – Subdivisões do ciclo hidrológico 
 
Crédito: Olha1981/Shutterstock. 
 
 
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Das fases do ciclo hidrológico o escoamento superficial é talvez a mais 
importante para os estudos de engenharia. A maioria dos estudos hidrológicos 
está ligada ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os 
fenômenos provocados pelo seu deslocamento (Villela; Mattos, 1975). 
1.1 Formação e componentes do escoamento dos cursos de água 
A origem do escoamento superficial é essencialmente das precipitações. 
No início do escoamento superficial forma-se uma película laminar que aumenta 
de espessura, à medida que a precipitação prossegue até atingir um estado de 
equilíbrio. 
As trajetórias descritas pela água no seu movimento são determinadas, 
principalmente, pelas linhas de maior declive do terreno e são influenciadas 
pelos obstáculos existentes. Nesta fase temos o movimento das águas livres. 
À medida que as águas vão atingindo os pontos mais baixos do terreno, 
passam a escoar em canalículos que formam a microrrede de drenagem. Sob a 
ação da erosão, aumenta a dimensão desses canalículos e o escoamento 
processa, cada vez mais, por caminhos preferenciais. Formam-se as torrentes, 
cuja duração está associada, praticamente, à precipitação; a partir delas, 
formam-se os cursos de água propriamente ditos, com regime de escoamento 
dependendo da água superficial e da contribuição do lençol de água subterrâneo: 
são as chamadas águas sujeitas. 
Chama-se de rede de drenagem ao conjunto de cursos de água desde os 
pequenos córregos formadores até o rio principal. 
As águas pluviais tingem o leito de curso de água por quatro vias diversas: 
• Escoamento superficial; 
• Escoamento subsuperficial (hipodérmico); 
• Escoamento subterrâneo; e 
• Precipitação direta sobre a superfície livre. 
Verifica-se que o escoamento superficial começa algum tempo após o 
início da precipitação. O intervalo de tempo decorrido corresponde à ação da 
intercepção pelos vegetais e obstáculos, à saturação do solo e à acumulação 
nas depressões do terreno. 
A ação da intercepção e a da acumulação tendem a reduzir-se no tempo 
e a da infiltração a tornar-se constante. O escoamento subsuperficial, ocorrendo 
 
 
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nas camadas superiores do solo, é difícil de ser separado do escoamento 
superficial. O escoamento subterrâneo dá uma contribuição que varia 
lentamente com o tempo e é o responsável pela alimentação do curso de água 
durante a estiagem. Já a contribuição do escoamento superficial cresce com o 
tempo até atingir um valor sensivelmente constante à medida que a precipitação 
prossegue. Cessada esta, ele vai diminuindo até anular-se. 
TEMA 2 – GRANDEZAS CARACTERÍSTICAS E FATORES INTERVENIENTES DO 
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
A seguir no Quadro 1 serão apresentadas as grandezas características 
do escoamento superficial. 
Quadro 1 – Grandezas características do escoamento superficial 
GRANDEZA DESCRIÇÃO 
Bacia 
hidrográfica 
Também chamada de bacia de contribuição de uma 
seção de um curso de água. É a área geográfica coletora 
de água de chuva que, escoando pela superfície do solo, 
atinge a seção considerada. 
Vazão É o volume de água escoado na unidade de tempo em 
determinada seção do curso de água. É expressa em 
metros cúbicos por segundo ou em litros por segundo. 
Frequência Frequência de uma vazão Q em uma seção de um curso 
de água é o número de ocorrências desta em dado 
intervalo do tempo. 
Coeficiente de 
deflúvio 
É a relação entre a quantidade total de água escoada 
pela seção e a quantidade total de água precipitada na 
bacia hidrográfica; pode referir-se a uma dada 
precipitação ou a todas as que ocorreram em 
determinado intervalo de tempo. 
Tempo de 
concentração 
Tempo de concentração relativo a uma seção de um 
curso de água é o intervalo de tempo contado a partir do 
início da precipitação para que toda a bacia hidrográfica 
correspondente passe a contribuir na seção em estudo. 
Corresponde à duração da trajetória da partícula de água 
que demore mais tempo para atingir a seção. 
 
 
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Nível de água É a altura atingida pela água na seção em relação a 
determinada referência. Pode ser um valor instantâneo 
ou a média em determinado intervalo de tempo (dia, mês, 
ano). 
Fonte: Pinto, 1976. 
Dentre os fatores intervenientes do escoamento superficial temos: 
• Fatores que presidem a quantidade de água precipitada 
a) Quantidade de vapor d’água presente na atmosfera – existência 
de grandes superfícies, nas proximidades expostas à evaporação. 
b) Condições meteorológicas e topográficas favoráveis à 
evaporação, à movimentação das massas de ar e à condensação do 
vapor d’água (temperatura, ventos, pressão barométrica e acidentes 
topográficos). 
• Fatores que presidem o afluxo da água à seção em estudo 
a) Área da bacia de contribuição; 
b) Conformação topográfica da bacia: declividades, depressões 
acumuladores e retentores de água; 
c) Condições da superfície do solo e constituição geológica do 
subsolo (existência de vegetação; vegetal natural – florestas; 
vegetação cultivada; capacidade de infiltração no solo; natureza e 
disposição das camadas geológicas; tipos de rochas presentes; 
condições de escoamento da água através das rochas); 
d) Obras de controle e utilização da água a montante da seção 
(irrigação ou drenagem do terreno; canalização ou retificação de 
cursos de água; derivação de água da bacia ou para a bacia; 
construção de barragens), 
• Influência desses fatores sobre as vazões 
a) A descarga anual cresce de montante para jusante à medida que 
cresce a área da bacia hidrográfica. 
b) Em dada seção, as variações das vazões instantâneas são tanto 
maiores quanto menor a área da bacia hidrográfica. 
c) As vazões máximas instantâneas em uma seção dependerão 
de precipitações tanto mais intensas quanto menor for a área da 
bacia hidrográfica; para as bacias de pequena área, as precipitações 
causadoras de vazões máximas têm grande intensidade e pequena 
 
 
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duração; para as bacias de área elevada, as precipitações terão 
menor intensidade e maior duração. 
d) Para uma mesma área de contribuição, as variações das vazões 
instantâneas serão tanto maiores e dependerão tanto mais das 
chuvas de alta intensidade quanto: maior for a declividade do terreno; 
menores forem as depressões retentoras de água; mais retilíneo for 
o traçado e maior a declividade do curso de água; menor for a 
quantidade de água infiltrada e menor for a área coberta por 
vegetação. 
e) O coeficiente de deflúvio relativo a dada precipitação será tanto 
maior quanto menores forem a capacidade de infiltração e os 
volumes de água interceptados pela vegetação e obstáculos ou 
retidos nas depressões do terreno. O coeficiente de deflúvio relativo 
a um longo intervalo de tempo depende principalmente das perdas 
por infiltração,evaporação e transpiração. 
TEMA 3 – HIDROMETRIA E MODELOS CHUVA-VAZÃO 
Entende-se hidrometria como a parte da hidrologia que estuda a medição 
de vazões de água. 
Os métodos de estimativa do escoamento superficial podem ser divididos 
em quatro grupos conforme a seguir: 
a) Medição do nível de água – É o mais preciso e requer vários postos 
fluviométricos; 
b) Modelo chuva-vazão calibrados – Possui boa precisão e os métodos são 
baseados na hidrógrafa (hidrograma unitário); 
c) Modelo chuva-vazão não calibrado – Média precisão e os métodos são 
baseados no método racional; e 
d) Fórmulas empíricas – Baixa precisão, exemplos: Meyer, Gregory etc. 
Mais especificamente sobre os modelos temos os seguintes exemplos 
modelos chuva-vazão calibrados (método do hidrograma e método do 
hidrograma unitário) e modelos chuva-vazão não calibrados (método racional e 
método racional modificado). 
De maneira geral, um hidrograma serve para estimar a quantidade de 
água que passa por determinada seção, por unidade de tempo. Logo, hidrógrafa, 
 
 
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hidrograma ou fluviograma é a representação gráfica da variação da vazão em 
relação ao tempo (Figura 2). 
Figura 2 – Hidrograma 
 
Fonte: Oliveira, 2001. 
 
Num hidrograma existe, normalmente, um único pico. O hidrograma 
reflete: 
a) precipitação direta sobre o curso d’água; 
b) escoamento superficial; 
c) escoamento subsuperficial; 
d) fluxo subterrâneo ou de base 
O uso de modelos hidrológicos permite a simulação de eventos 
hidrográficos para melhor avaliação dos riscos de inundação associados à 
impermeabilização do solo. 
Os modelos chuva-vazão têm por objetivo estimar o deflúvio em um 
sistema de drenagem qualquer, gerado por um evento de chuva. Buscam 
reproduzir as fases do ciclo hidrológico entre a precipitação e o escoamento no 
ponto de interesse. 
Os modelos mais simples de chuva-vazão levam em consideração 
apenas a chuva e a vazão; já os modelos mais complexos podem levar em 
 
 
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consideração ainda: chuva, infiltração, interceptação, água no solo, percolação, 
escoamento superficial, escoamento subsuperficial, escoamento em rios, 
evapotranspiração e o papel da vegetação. 
O método mais simples, ou seja, o método racional utiliza a seguinte 
equação para cálculo da vazão: 
 
𝑄𝑄𝑄𝑄 = 
𝐶𝐶 . 𝑖𝑖 .𝐴𝐴
3,6
 
Onde: 
Qp = vazão de pico (m³/s) 
C = coeficiente de escoamento do método racional 
i = intensidade da chuva (mm/hora) 
A = área da bacia (km²) 
 
 Porém cabe ressaltar que é utilizado para cálculo da vazão máxima, não 
calculando nem o volume nem a forma do hidrograma. Também é utilizado para 
pequenas bacias e casos de eventos simples e para avaliações preliminares. 
 Já os modelos chuva-vazão mais complexos têm como objetivo principal 
estender séries de vazão no tempo e no espaço usando dados de precipitação. 
 Por fim temos que os modelos chuva-vazão podem ser utilizados para os 
seguintes casos: 
• Comportamento dos sistemas hidrológicos; 
• Análise de consistência e preenchimento de séries hidrológicas; 
• Previsão em tempo real; 
• Dimensionamento e planejamento; 
• Avaliação do impacto do uso do solo e modificações do sistema hídrico. 
TEMA 4 – ESTUDO DE CHEIAS E ESTIAGENS 
Os eventos de cheias são eventos naturais que ocorrem em qualquer 
bacia de drenagem, a qual tenha sido atingida por uma intensidade de chuva 
que ultrapasse a capacidade que esta tem de interceptar, evapotranspirar e 
infiltrar determinado volume d’água. O aumento do escoamento superficial pode 
ser, então, favorecido pela topografia, geomorfologia e cobertura do solo de 
determinada bacia. 
 
 
9 
Tais eventos, quando acontecem em maior intensidade e extravasam a 
calha principal do canal, causam grandes danos sociais, pois é comum o 
desenvolvimento de atividades e assentamento de pessoas em planícies de 
inundação. O termo enchente é empregado nesse caso, quando o evento de 
cheia ultrapassa a cota de inundação, limite entre a calha principal e secundária 
(Pinheiro, 2005). 
As ondas de inundação provenientes de chuvas intensas nas cabeceiras 
dos cursos d’água têm efeito devastador nas localidades com ocupação humana 
que estejam localizadas a jusante do local. 
As enchentes e inundações são “potencializadas pelas alterações 
ambientais e intervenções antrópicas nas áreas urbanas e rurais” (Tachini et al., 
2010). Outro problema são cidades antigas onde não ocorreu planejamento e 
que apresentam obras que interferem de forma significativa sobre o regime dos 
cursos d’água. 
A Figura 3 esquematiza os leitos que compõem um curso d’água. 
Figura 3 – Representação dos leitos de um curso d’água 
 
Crédito: Elias Aleixo. 
 
 
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O problema social da ocupação humana em áreas sujeitas à inundação é 
resultado de um crescimento desordenado das cidades, o que aconteceu antes 
que qualquer legislação sobre tal aspecto entrasse em vigor. 
Segundo Carvalho, Macedo e Ogura (2007), as enchentes e inundações 
apresentam efeitos bastante prejudiciais à população e classificam-se em diretos 
e indiretos. Os danos diretos englobam mortes por afogamento, destruição de 
moradias, danos materiais de patrimônio público e privado, gastos com 
recuperação, entre outros. Já nos danos indiretos estão incluídas as doenças 
que são transmitidas à população por meio da água contaminada, tais como a 
leptospirose, a febre tifoide, a hepatite, a cólera, entre outros malefícios. 
Além das cheias existem os problemas relacionados com as estiagens. A 
estiagem é um período prolongado de baixa pluviosidade, ou sua ausência, no 
qual a perda de umidade do solo é superior à sua reposição. 
Situações de secas e estiagens não são necessariamente consequências 
de índices pluviais abaixo do normal ou de teores de umidade de solos e ar 
deficientes. Ocorrem também devido ao manejo inadequado de corpos hídricos 
e bacias hidrográficas, como resultado da intervenção desordenada do ser 
humano no ambiente. 
A severidade e a frequência com que as vazões de estiagem prolongada 
ocorrem também estão relacionadas a problemas de abastecimento industrial ou 
agrícola, à manutenção de calados mínimos para a navegação fluvial, à redução 
da capacidade de autodepuração dos cursos d’água e à manutenção dos 
ecossistemas aquáticos e ribeirinhos (Naghettini, 2012). 
Estudos sobre as vazões mínimas, decorrentes de estiagens 
prolongadas, são necessários para o projeto e a operação de diversos sistemas 
de aproveitamento de recursos hídricos, entre os quais se destaca o 
abastecimento d’água por mananciais de superfície. 
Sendo assim, os chamados eventos extremos, cheias e estiagens 
prolongadas produzem sérios prejuízos econômicos e sociais; a esse respeito, 
as ações do homem devem presumir a coexistência inexorável da sociedade 
humana com os riscos de cheias e estiagens extremas e concorrer para mitigar 
os efeitos danosos de sua ocorrência. 
 
 
 
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TEMA 5 – CLASSIFICAÇÃO E PROPAGAÇÃO DE CHEIAS EM RESERVATÓRIOS 
E RIOS 
No Quadro 2 são apresentadas as classificações dos hidrogramas das 
cheias segundo Horton. As características de cada tipo de cheias são 
apresentadas resumidamente na Figura 4. 
Quadro 2 – Classificação das cheias segundo Horton 
TIPO DESCRIÇÃO 
Tipo 0 A intensidade da chuva P é menor do que a capacidade da 
infiltração f; a infiltração total F é menor do que a deficiência de 
umidade natural do solo D. Em consequência, não há 
escoamento superficial e nenhum acréscimo da água no solo. 
Fenômeno característico de chuvas fracas que ocorre durante a 
estiagem ou no fim dela, quando o solo está seco. 
Tipo 1 A intensidade da chuva P é menor do que a capacidade da 
infiltração f; a deficiência da umidade natural do solo D é também 
menor do que a infiltração total F. Em consequência, não há 
escoamento superficial. Verifica-se, entretanto, o acréscimo da 
água no solo acompanhado de uma variação de vazão do curso 
d’água.Tipo 2 A intensidade da chuva P é maior do que a capacidade da 
infiltração f; a deficiência da umidade natural do solo D é maior 
do que a infiltração total F. Em consequência, existe somente o 
escoamento superficial, não há acréscimo da água do solo, a 
depleção normal continua durante a cheia e o regime da água do 
solo é retomado depois de N. 
Tipo 3 A intensidade da chuva P supera a capacidade da infiltração f; a 
deficiência da umidade natural do solo D é menor do que a 
infiltração total F. Neste tipo, ocorrem o escoamento superficial e 
o acréscimo do lençol de água. 
Fonte: Pinto, 1976. 
 
 
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Figura 4 – Tipos de cheias 
 
Fonte: P.D., S.d. 
 O fenômeno de propagação de cheias em reservatórios pode ser descrito 
pela equação da continuidade, ou seja: em que Qa e Qe = vazões afluentes e 
efluentes, dV/dt = variação do volume acumulado no reservatório ou trecho do 
rio com o tempo. 
Ao se propagarem para jusante, as ondas de cheias estão sujeitas a dois 
tipos de influências extremas e distintas: uma devida à translação pelo chamado 
escoamento uniformemente progressivo e outra devida à atenuação por 
armazenamento. 
Um escoamento uniformemente progressivo refere-se ao movimento de 
uma onda de cheia para jusante, sem alteração de sua forma original; esse tipo 
 
 
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de escoamento ocorre somente em canais prismáticos, sob condições ideais de 
univocidade de cotas e descargas em todos os trechos do rio. 
O efeito de atenuação refere-se à modificação da forma da onda devida 
ao armazenamento de seu volume no trecho fluvial (Naghettini, 2012). 
Já para a propagação de cheias em rios, o método mais simples, porém 
talvez o menos realista, é o que expressa o volume do trecho fluvial somente em 
função da defluência. 
Outro ponto importante a se discutir é que as medidas visando ao controle 
das inundações são classificadas em estruturais e não estruturais. As medidas 
estruturais são aquelas que modificam de alguma forma o sistema fluvial, por 
meio de estruturas hidráulicas, objetivando atenuar os prejuízos provocados 
pelas cheias. As medidas não estruturais, por sua vez, são aquelas que 
objetivam uma melhor convivência da população com os riscos de cheias, não 
necessitando de modificações estruturais do sistema fluvial. 
Logo, o controle das inundações pode ser obtido por um conjunto de 
medidas estruturais e não estruturais. A pesquisa para a melhor combinação 
dessas ações constitui o objeto do planejamento do controle de cheias e de seus 
efeitos. 
NA PRÁTICA 
A drenagem urbana está intimamente ligada com o escoamento 
superficial da água, uma vez que se refere ao volume de água de chuva que não 
se infiltra no solo e por isso deve ser destinada de maneira a evitar casos de 
inundações nos centros urbanos. 
A drenagem superficial elimina o excesso de água acumulado na 
superfície do solo. Nesse caso, o excesso de água pode ser provocado por 
chuvas intensas e também pela baixa taxa de infiltração de água no solo. Essa 
técnica consiste na abertura de valas ou canais para escoamento do excesso de 
água. 
Tucci (2009) afirma que “a elaboração de plano diretor de drenagem 
urbana é a medida altamente recomendável e constitui estratégia essencial para 
diminuir riscos associados a inundações urbanas”. 
Outra medida é um planejamento adequado de drenagem urbana da água 
pluvial, que pode ser dimensionada em dois níveis: macrodrenagem e 
microdrenagem. 
 
 
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As inundações urbanas trazem grandes problemas à cidade como: perdas 
materiais, perdas de vida, impactos ambientais e problemas relacionados a 
epidemias. 
O controle de inundações pode ser realizado por medidas estruturais, 
envolvendo obras de engenharia, ou não estruturais como zoneamento e 
sistemas de alerta. Um modelo hidrográfico subsidia a implantação e escolha de 
tais medidas. 
Sendo assim, sem um plano diretor adequado que evite a urbanização 
indisciplinada da bacia, a frequência das enchentes aumenta significativamente. 
Esse aumento de enchentes pode provocar uma desvalorização das 
propriedades e prejuízos periódicos (Porto et al., 2009). 
Conclui-se que um melhor planejamento urbano faz com que a 
urbanização em torno das bacias hidrográficas seja feita de forma adequada 
para permitir maior infiltração da água no solo e consequentemente um menor 
escoamento superficial, diminuindo assim a tendência da bacia a infiltrações. 
FINALIZANDO 
Nesta abordagem, aprendemos que o escoamento superficial abrange 
desde o excesso de precipitação que ocorre logo após uma chuva intensa e se 
desloca livremente pela superfície do terreno, até o escoamento de um rio, que 
pode ser alimentado tanto pelo excesso de precipitação como pelas águas 
subterrâneas. 
Por fim, discutimos sobre a importância de um planejamento urbano que 
evite casos de inundações. Sendo assim, a fim de minimizar os impactos 
relacionados com inundações urbanas, os municípios necessitam então da 
adoção de medidas que são conhecidas popularmente como plano de drenagem 
urbana. Salientando que a drenagem urbana é o conjunto de medidas que têm 
por objetivo minimizar os riscos a que as populações estão sujeitas, diminuir o 
prejuízo causado por inundações e possibilitar o desenvolvimento urbano de 
forma harmônica, articulada e sustentável. 
 
 
 
 
15 
REFERÊNCIAS 
CARVALHO, C.; MACEDO, E; OGURA, A. Mapeamento de riscos em 
encostas e margens de rios. Brasília: Ministério das Cidades, 2007. 176 p. 
NAGHETTINI, M. Introdução à hidrologia aplicada. UFMG, Belo Horizonte, 
2012. Disponível em: . Acesso em: 16 maio 2023. 
PINHEIRO, M. V. Avaliação técnica e histórica das enchentes em Itajubá-
MG. Dissertação (Mestrado em Engenharia da Energia) – Universidade Federal 
de Itajubá, Itajubá, p.24-26. 2005. 
PINTO, N. L. S. et al. Hidrologia básica. São Paulo: Edgard Blucher, 1976. 
PORTO, R.; ZAHEL, K.; TUCCI, C.; BIDONE, F. Drenagem urbana. In: TUCCI, 
C. Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre: ABRH, 2009. 
TACHINI, Mário et al. Avaliação de danos de inundações ocorridos em 
Blumenau/SC nos anos de 1983, 1984, 1992 e 2001. In: SIMPÓSIO 
BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 18., 2010, Blumenau. Anais... 
Florianópolis: SBRH, p. 1-18. 2010. 
TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 4. ed. Porto Alegre: Editora da 
UFRGS, ABRH, 2009. 
VILLELA S. M.; MATTOS A. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGraw-Hill, 
1975. 
 
	Conversa inicial
	Na prática
	FINALIZANDO