Introduzindo Hidrologia
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Introduzindo Hidrologia


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que 
tem 1% de probabilidade de ser igualada ou superada em um ano qualquer 
em Porto Alegre? 
5) No dia 03 de janeiro de 2007 uma chuva intensa atingiu Porto Alegre. Na 
Zona Sul a medição em um pluviômetro indicou 111 mm em 2 horas, e no 
centro outro pluviômetro indicou 80 mm em 2 horas. Qual foi o tempo de 
retorno da chuva em cada um destes locais? Considere intensidade constante 
e utilize a curva IDF do Parque da Redenção. 
6) Qual é a diferença entre a chuva de 10 anos de tempo de retorno e 15 
minutos de duração em Porto Alegre e a maior chuva já registrada no 
mundo com esta duração? 
7) Qual é a chuva média na bacia da figura abaixo considerando que a chuva 
observada em A é de 1300 mm, a chuva observada em B é de 900 mm e a 
chuva observada em C é de 1100 mm? 
 
 
D E S I G N C U S T O M I Z A T I O N 
 
 
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Infiltração e água no solo 
 
nfiltração é definida como a passagem da água através da superfície do solo, 
passando pelos poros e atingindo o interior, ou perfil, do solo. A infiltração de 
água no solo é importante para o crescimento da vegetação, para o 
abastecimento dos aquíferos (reservatórios de água subterrânea), para armazenar 
a água que mantém o fluxo nos rios durante as estiagens, para reduzir o escoamento 
superficial, reduzir as cheias e diminuir a erosão. 
 
Composição do solo 
A água infiltrada no solo preenche os poros originalmente ocupados pelo ar. Assim, 
o solo é uma mistura de materiais 
sólidos, líquidos e gasosos. Na mistura 
também encontram-se muitos 
organismos vivos (bactérias, fungos, 
raízes, insetos, vermes) e matéria 
orgânica, especialmente nas camadas 
superiores, mais próximas da 
superfície. A Figura 4. 1 apresenta a 
proporção das partes mineral, água, ar 
e matéria orgância tipicamente 
encontradas na camada superficial do 
solo (horizonte A). Aproximadamente 
50% do solo é composto de material 
sólido, enquanto o restante são poros 
que podem ser ocupados por água ou 
pelo ar. O conteúdo de ar e de água é 
variável. 
Capítulo 
4 
I
 
 Figura 4. 1: Composição típica do solo (Lepsch, 2004). 
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 33
 
 
A parte sólida mineral do solo normalmente é analisada do ponto de vista do 
diâmetro das partículas. De acordo com o diâmetro as partículas são classificadas 
como argila, silte, areia fina, areia grossa, e cascalhos ou seixos. A Tabela 4. 1 
apresenta a classificação das partículas adotada pela Sociedade Internacional de 
Ciência do Solo, de acordo com seu diâmetro. 
Geralmente, os solos são formados por misturas de materiais das diferentes classes. As 
características do solo e a forma com que a água se movimenta e é armazenada no 
solo dependem do tipo de partículas encontradas na sua composição. Cinco tipos de 
textura de solo são definidas com base na proporção de materiais de diferentes 
diâmetros, conforme a Figura 4. 2. 
 
Tabela 4. 1: Classificação das partículas que compõe o solo de acordo com o diâmetro. 
diâmetro 
(mm) 
Classe 
0,0002 a 0,002 Argila 
0,002 a 0,02 Silte 
0,02 a 0,2 Areia fina 
0,2 a 2,0 Areia grossa
 
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Figura 4. 2: Os cinco tipos de textura do solo, de acordo com a proporção de argila, areia e silte (Lepsch, 2004). 
A porosidade do solo é definida como a fração volumétrica de vazios, ou seja, o 
volume de vazios dividido pelo volume total do solo. A porosidade de solos arenosos 
varia entre 37 a 50 %, enquanto a porosidade de solos argilosos varia entre, 
aproximadamente, 43 a 52%. É claro que estes valores de porosidade podem variar 
bastante, dependendo do tipo de vegetação, do grau de compactação, da estrutura do 
solo (resultante da combinação das partículas finas em agregados maiores) e da 
quantidade de material orgânico e vivo. 
 
Água no solo 
Quando um solo tem seus poros completamente ocupados por água, diz se que está 
saturado. Ao contrário, quando está completamente seco, seus poros estão 
completamente ocupados por ar. É desta forma que normalmente é medido o grau 
de umidade do solo. Uma amostra de solo é coletada e pesada na condição de 
umidade encontrada no campo. A seguir esta amostra é seca em um forno a 105 oC 
por 24 horas para que toda a umidade seja retirada e a amostra é pesada novamente. 
A umidade do solo é calculada a partir da diferença de peso encontrada. 
Além deste método, denominado gravimétrico, existem outras formas de medir a 
umidade do solo. Um método bastante utilizado é o chamado TDR (Time Domain 
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Reflectometry). Este método está baseado na relação entre a umidade do solo e a sua 
constante dielétrica. Duas placas metálicas são inseridas no solo e é medido o tempo 
de transmissão de um pulso eletromagnético através do solo, entre o par de placas. A 
vantagem deste método é que não é necessário destruir a amostra de solo para medir 
a sua umidade, e o monitoramento pode 
ser contínuo. 
Uma importante forma de analisar o 
comportamento da água no solo é a 
curva de retenção de umidade, ou curva 
de retenção de água no solo (Figura 4. 3). 
Esta curva relaciona o conteúdo de 
umidade do solo e o esforço (em termos 
de pressão) necessário para retirar a água 
do solo. 
Como uma esponja mergulhada em um balde, o solo que é completamente imerso 
em água fica completamente saturado. Ao ser suspensa no ar, a esponja perde parte 
da água que escoa devido à força da gravidade. Da mesma forma o solo tem parte da 
sua umidade retirada pela ação da gravidade, atingindo uma situação denominada 
capacidade de campo. A partir daí, a retirada de água do solo é mais difícil e exige a 
ação de uma pressão negativa (sucção). As plantas conseguem retirar água do solo até 
um limite de sucção, denominado ponto de murcha permanente, a partir do qual 
não se recuperarão mais mesmo se regadas. 
A curva de retenção de água no solo é diferente para diferentes texturas de solo. Solos 
argilosos tendem a ter maior conteúdo de umidade na condição de saturação e de 
capacidade de campo, o 
que é positivo para as 
plantas. Mas, da mesma 
forma, apresentam 
maior umidade no 
ponto de murcha. 
Observa-se na curva 
relativa à argila que a 
umidade do solo 
argiloso no ponto de 
murcha permanente é de 
quase 20%, o que 
significa que nesta 
condição ainda há 
muita água no solo, 
entretanto esta água está tão fortemente ligada às partículas de argila que as plantas 
não conseguem retirá-la do solo, e morrem. 
 
Figura 4. 3: Curva de retenção de água no solo (Ward e Trimble, 2004) 
Saturação: condição em que todos os 
poros estão ocupados por água 
Capacidade de campo: Conteúdo de 
umidade no solo sujeito à força da 
gravidade 
Ponto de murcha permanente: umidade 
do solo para a qual as plantas não 
conseguem mais retirar água e morrem 
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Balanço de água no solo 
Em condições naturais a umidade do solo varia ao longo do tempo, sob o efeito das 
chuvas e das variações sazonais de temperatura, precipitação e evapotranspiração. 
Uma equação de balanço hídrico de uma camada de solo pode ser expressa pela 
equação 
ETGQPV \u2212\u2212\u2212=\u2206 
onde \u2206V é a variação de volume de água armazenada no solo; P é a precipitação; Q é 
o escoamento superficial; G é a percolação e ET é a evapotranspiração. 
A percolação (G) é a passagem da água da camada superficial do solo para camadas 
mais profundas. A evapotranspiração é a retirada de água por evaporação direta do 
solo e por transpiração das plantas. A infiltração é a diferença entre a precipitação (P) 
e o escoamento superficial (Q). 
 
 
Movimento de água no solo e infiltração 
O solo é um meio poroso, e o movimento da água em meio poroso é descrito pela 
equação de Darcy. Em 1856, Henry Darcy desenvolveu esta relação básica realizando