Introduzindo Hidrologia
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Introduzindo Hidrologia


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intensidade de 30 mm.h-1 atinge um solo cuja capacidade de 
infiltração é de 20 mm.h-1, uma parte da chuva (10 mm.h-1) se transforma em 
escoamento superficial. Este é o processo de geração de escoamento por excesso de 
chuva em relação à capacidade de infiltração, também conhecido como processo 
Hortoniano, porque foi primeiramente reconhecido por Horton (1934). 
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O processo Hortoniano é importante em bacias urbanas, em áreas com solo 
modificado pela ação do homem, ou em chuvas muito intensas, mas é raramente 
visto em bacias naturais durante chuvas menos intensas, onde o escoamento 
superficial é quase que totalmente originado pela parcela da precipitação que atinge 
zonas de solo saturado. 
Solos saturados são normalmente encontrados próximos à rede de drenagem, onde o 
nível do lençol freático está mais próximo da superfície. 
Volume de escoamento: método SCS 
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 \u2013 SCS). 
De acordo com este método, a lâmina escoada durante uma chuva é dada por: 
( )
( )SIaP
IaPQ +\u2212
\u2212=
2
 quando IaP > e 0=Q quando IaP \u2264 
25425400 \u2212=
CN
S 
onde Q é a lâmina escoada ou volume de escoamento dividido pela área da bacia 
(mm); P é a precipitação durante o evento (mm); S é um parâmetro que depende da 
capacidade de infiltração e armazenamento do solo (parâmetro adimensional CN \u2013 
veja tabela 6.1); e Ia é uma estimativa das perdas iniciais de água, dado por Ia=S/5. 
 
H I D R O L O G I A 
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Tabela 6.1: Valores aproximados do parâmetro CN para diferentes condições de 
cobertura vegetal, uso do solo e tipos de solos (A: solos arenosos e de alta capacidade 
de infiltração; B: solos de média capacidade de infiltração; C solos com baixa 
capacidade de infiltração; D solos com capacidade muito baixa de infiltração). 
Condição A B C D
Florestas 41 63 74 80
Campos 65 75 83 85
Plantações 62 74 82 87
Zonas comerciais 89 92 94 95
Zonas industriais 81 88 91 93
Zonas 
residenciais 
77 85 90 92
(adaptado de Tucci et al., 1993) 
 
E X E M P L O 
1) Qual é a lâmina escoada superficialmente durante um evento de chuva de 
precipitação total P = 70 mm numa bacia com solos 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: 
25425400 \u2212=
CN
S = 149,2 mm 
A partir do valor de S obtém-se o valor de Ia = 29,8. Como P > Ia, o escoamento superficial é 
dado por: 
 
( )
( )SIaP
IaPQ +\u2212
\u2212=
2
 = 8,5 mm. 
Portanto, a chuva de 70 mm provoca um escoamento de 8,5 mm. 
 
Escoamento durante a estiagem 
A água subterrânea tem sua origem principal na água da chuva que infiltra no solo e 
percola para camadas mais profundas. Ao longo de um período longo de chuvas é 
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grande a quantidade de água que atinge os aqüíferos, especialmente o aqüífero 
superficial. Durante estes períodos o nível da água subterrânea se eleva. Por outro 
lado, ao longo de períodos secos, a água armazenada no subsolo vai sendo 
descarregada para as nascentes dos rios e o nível da água subterrânea diminui. 
Entretanto, ao contrário do escoamento superficial, o fluxo de água subterrânea é, 
normalmente, muito lento. 
A parte decrescente de um hidrograma após um evento de chuva, conhecida como 
recessão do hidrograma, reflete a diminuição do nível da água no ou nos aqüíferos 
de uma bacia ao longo do tempo. O momento a partir do qual pode se dizer que 
toda a vazão de um rio tem origem subterrânea corresponde ao momento final da 
chuva mais o período de tempo correspondente ao tempo de concentração da bacia, 
aproximadamente. 
Curvas de recessão de hidrogramas freqüentemente tem a forma de exponenciais 
decrescentes. Em regiões com chuvas marcadamente sasonais isto pode ser facilmente 
verificado. Como exemplo, a próxima figura apresenta um hidrograma de vazões 
observadas no rio dos Bois, no Estado de Goiás, ao longo de quatro anos entre 1990 
e 1993. Nesta região as chuvas se concentram no período de dezembro a março e os 
meses de junho a setembro são extremamente secos. O hidrograma reflete esta 
característica climática apresentando vários picos de vazão nos meses de verão e uma 
longa recessão, raramente interrompida por pequenos aumentos da vazão, ao longo 
dos meses de inverno. 
 
H I D R O L O G I A 
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Figura 6. 2: Hidrograma do rio dos Bois, em Goiás, de 1990 a 1993, com respostas às chuvas de verão e recessões durante 
os meses de inverno. 
 
Destacando o período de estiagem de junho a setembro de 1991, é possível verificar o 
comportamento típico da recessão do hidrograma deste rio, como mostra a próxima 
figura. 
Quando representado em escala logarítmica, o hidrograma durante a estiagem mostra 
um comportamento semelhante a uma linha reta. Isto sugere que o comportamento 
da vazão do rio dos Bois ao longo deste período pode ser representado por uma 
equação do tipo: 
( ) k
t
t eQQ
\u2212
\u22c5= 0 
onde t é o tempo; Q0 é a vazão num instante t0; Q(t) é a vazão num instante t (por 
exemplo: t dias após t0); e é a base dos logaritmos naturais; e k é uma constante (em 
unidades de t). 
 
(a) (b) 
Figura 6. 3: a) Hidrograma do rio dos Bois (GO) durante os meses de estiagem de 1991; b) o mesmo hidrograma 
representado em escala logarítmica e aproximado por uma linha reta 
 
Esta aproximação da curva de recessão de vazão utilizando uma equação exponencial 
decrescente é válida para um grande número de casos e pode ser utilizada para prever 
qual será a vazão de um rio após alguns dias, conhecendo a vazão no tempo atual, 
considerando que não ocorra nenhuma chuva. A maior dificuldade para resolver este 
tipo de problema é estimar o valor da constante k, mas isto pode ser feito utilizando 
dois valores conhecidos de vazão espaçados por um intervalo de tempo \u2206t., e 
rearranjando a equação exponencial, como mostra a equação a seguir: 
H I D R O L O G I A 
 64
( )
( ) \u239f
\u239f
\u23a0
\u239e
\u239c\u239c\u239d
\u239b
\u2206\u2212=
\u2206+
t
tt
Q
Q
tk
ln
 
O valor de k depende das características físicas da bacia, em especial as suas 
características geológicas. Bacias localizadas em regiões onde predominam as rochas 
sedimentares normalmente tem maior capacidade de armazenamento de água 
subterrânea e os rios que drenam estas áreas apresentam valores de k relativamente 
altos. Bacias localizadas em regiões de rochas pouco porosas, como o basalto, tendem 
a apresentar valores de k mais baixos. 
 
E X E M P L O 
2) Durante uma longa estiagem de um rio foram feitas duas medições de vazão, 
com quatro dias de intervalo entre si, conforme a tabela abaixo. Qual seria a 
vazão esperada para o dia 31 de agosto do mesmo ano, considerando que 
não ocorre nenhum evento de chuva neste período? 
 
Data Vazão 
14/agosto 60.1
15/agosto - 
16/agosto - 
17/agosto - 
18/agosto 57.6
 
 
Espera-se que o comportamento do hidrograma na recessão seja bem representado por uma 
curva exponencial decrescente. A constante k pode ser 
estimada considerando os dois valores de vazão 
conhecidos (60,1 e 57,6), separados por 4 dias. 
94
1,60
6,57ln
4 \u2245
\u239f\u23a0
\u239e\u239c\u239d
\u239b
\u2212=k 
Portanto, a constante k tem valor de 94 dias. A vazão no dia 31 de agosto pode ser estimada a 
partir da vazão do dia 18, considerando a diminuição que ocorre ao longo dos 13 dias que 
separam estas duas datas: 
( ) 2,506,57 94
13
\u2245\u22c5=
\u2212
eQ t 
Durante as estiagens a vazão de 
um rio diminui ao longo