Hidrologia

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Hidrologia
Ciência aplicada que estuda o 
ciclo da água na natureza
Conheça quais são os processos que interferem na 
ocorrência e distribuição da água na atmosfera, na 
superfície terrestre e no subsolo.
Introdução______________________________________ 3
Capítulo 1
Bacia Hidrográfica______________________________ 7
Capítulo 2
Precipitação e interceptação_____________________ 11
Capítulo 3
Evaporação, Transpiração e Evapotranspiração__ 22
Capítulo 4
Infiltração ______________________________________ 30
Capítulo 5
Águas Subterrâneas ____________________________ 35
Capítulo 6
Hidrograma ____________________________________ 39
Capítulo 7
Escoamento Superficial__________________________ 43
Capítulo 8
Fluviometria ____________________________________ 56
Capítulo 9
Modelos hidrológicos ___________________________ 61
Conteúdo
Hidrologia
3
Introdução
Este e-Book tem como objetivo ajudar o leitor a entender os
fenômenos hidrológicos em uma bacia hidrográfica, decorrente da inter-
relação entre precipitação, interceptação, evapotranspiração, infiltração,
águas subterrâneas e escoamento superficial.
Hidrologia é a ciência que trata da água, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas
propriedades físicas e químicas, e suas reações com o meio ambiente, incluindo suas relações
com a vida (United States Federal Council of Science and Technology, Committee for Scientifc
Hidrology, 1962).
A hidrologia atua na quantificação
dos volumes de água que, em diversas
formas, encontram-se distribuídos pela
superfície terrestre e que podem ser
aproveitados pelo homem. Ocupa-se,
também, da movimentação dessas
massas de água que, num fluxo
contínuo, deslocam-se de um lugar a
outro facilitando seu uso, mas que, às
vezes, podem causar grandes
dificuldades e prejuízos à atividade
humana.
Por seu caráter abrangente, a Hidrologia utiliza como suporte outras ciências específicas,
como a geologia, geografia, hidromecânica, estatística, computação, entre outras, além de
física e matemática.
Três grandes temas são tratados na Hidrologia:
 a medição, registro e publicação de informações básicas, como precipitação e vazão,
 a análise dessa informação para desenvolver e expandir as teorias fundamentais, e
 a aplicação dessas teorias e dados na solução de problemas reais.
O que é Hidrologia?
Hidrologia
4
Aplicações da hidrologia
A água é um dos recursos naturais mais importantes para a vida
humana. Este recurso é essencial, tanto para o suprimento de
necessidades básicas, quanto para a realização de diversas atividades
ligadas ao desenvolvimento humano.
Muitas dessas atividades necessitam da hidrologia, por ser a
ciência que trata da água e por estar voltada para os diferentes
problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, preservação
do meio ambiente e ocupação da bacia hidrográfica.
Algumas aplicações da hidrologia são:
 Saneamento - captação, represamento, abastecimento, 
diluição, manejo das águas pluviais, drenagem urbana;
 Planejamento e gerenciamento da bacia hidrográfica-
planejamento e controle do uso dos recursos naturais;
 Geração de energia - a energia hidrelétrica constitui 65% de 
toda energia produzida no país. Depende da disponibilidade de 
água, da sua regularização por obras hidráulicas e o impacto das 
mesmas sobre o meio ambiente;
 Irrigação - a produção agrícola em algumas áreas depende 
essencialmente da disponibilidade de água.
 Transportes - drenagem de estradas, pontes, hidrovias, 
navegação; 
 Recreação e preservação do meio ambiente;
 Produção e transporte de sedimentos;
 Preservação dos ecossistemas aquáticos.
Em todas essas áreas de aplicação da hidrologia, é muito
importante ter conhecimento sobre os principais elementos desta
ciência, quais sejam: natureza, origem, estado, comportamento e as
ofertas da água (SILVA, 2015).
Os estudos hidrológicos visam à quantificação dos volumes de água.
Portanto, para o dimensionamento de estruturas de drenagem,
reservatórios, aproveitamento dos recursos hídricos, controle de
inundações, irrigação e geração de energia hidráulica é necessário
sempre a realização de estudos hidrológicos.
Hidrologia
5
O que é Ciclo Hidrológico?
O ciclo hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada de água entre a superfície terrestre e a atmosfera,
balanceado apenas em escala global e impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada à gravidade e à
rotação da terra (SILVEIRA, 1993).
A água presente nos corpos d’água evapora pela ação dos raios solares. A transferência da água da superfície
terrestre e dos oceanos para a atmosfera, passando do estado líquido ao estado gasoso, também ocorre pela transpiração
das plantas, denominada evapotranspiração, e dos animais. Essa água retorna à superfície precipitando. Nos continentes,
a água precipitada pode seguir diferentes caminhos:
 Infiltra no solo, podendo formar os aquíferos e alimentar rios e lagos;
 Congela, formando as camadas de gelo nas montanhas e geleiras;
 Evapora e evapotranspira, retornando novamente à atmosfera;
 Escoa sobre a superfície até alcançar os rios e oceanos;
 Condensa, dando origem às nuvens;
 Precipita, podendo ser carregada pelo vento e retornar à superfície em regiões distantes de onde
evaporou.
As principais parcelas do ciclo hidrológico são: 
 a evaporação de superfícies líquidas;
 a precipitação;
 a evapotranspiração, que é a evaporação de água do solo e a transpiração dos seres vivos; 
 a infiltração;
 e os escoamentos superficiais, subsuperficiais e subterrâneos. 
 
Hidrologia
6
Podemos analisar qualquer transformação 
dentro do ciclo hidrológico por meio da expressão:
Etapas do ciclo hidrológico
Hidrologia
𝑂 = 𝐸𝑡 + 𝑄𝑒𝑡
𝐼 = 𝑃𝑡 + 𝑄𝑎𝑡
Outra expressão, muito utilizada para
análises futuras de variação de volume, é a seguinte:
𝑽𝒕+𝟏 = 𝑽𝟏 + 𝒅𝑸𝟏. 𝒅𝒕 + 𝒅𝑳𝟏. 𝑨
Onde: 
 V = volume acumulado;
 dt = intervalo de tempo; 
 dQ = balanço das vazões afluente e efluentes; 
 dL = balanço das lâminas precipitada, 
evaporada, infiltrada e escoada na bacia 
hidrográfica; 
 A = área da bacia hidrográfica.
𝑰 − 𝑶 = ∆𝑺
Onde: 
 I “InFlow” – Entrada de água no volume de 
controle
 O “Outflow” – Saída de água no volume de 
controle 
 ΔS – Variação da água no volume de 
controle 
Exemplo do uso da equação para a análise da 
demanda de água no Sistema Cantareira.
Evolução do volume do sistema Cantareira em cenário 
pessimista para o ano de 2015. 
Fonte: http://goo.gl/aJwZUc
7
7
A delimitação de cada bacia hidrográfica é feita numa carta topográfica, seguindo as linhas das cristas
das elevações circundantes da seção do curso d’água em estudo. Dessa forma, sob o ponto de vista
topográfico, cada bacia é separada das restantes bacias vizinhas.
Uma bacia hidrográfica, por sua vez, pode ser dividida em sub-bacias e cada uma das sub-bacias pode
ser considerada uma bacia hidrográfica.
Como delimitar uma bacia hidrográfica?
Dentre as regiões de importância prática para a hidrologia,
destacam-se as Bacias Hidrográficas (BH), devido à simplicidade
que oferecem na aplicação do balanço de água, os quais podem
ser desenvolvidos para avaliar as componentes do ciclo hidrológico
para uma região hidrologicamente determinada.
Uma bacia hidrográfica é limitada por divisores topográficos,
que recolhe a precipitação, age como um reservatório de água e
sedimentos, defluindo-os em uma seção fluvial única (exutório).
http://goo.gl/IWNLxZ
exutório
Bacia Hidrográfica
Bacias hidrográficas são porções da superfície terrestre que drenam águas
superficiais e subsuperficiais, delimitadaspor divisores topográficos (ou divisores de
águas).
Capítulo 1
Hidrologia
8
As características físicas são importantes para o melhor conhecimento da bacia hidrográfica,
possibilitando a comparação e transferência de dados de uma bacia monitorada para uma outra
qualitativamente semelhante, onde faltam dados ou não é possível a instalação de postos hidrométricos
(fluviométricos e pluviométricos).
 Área de Drenagem:
Computada diretamente a partir de informações topográficas, é a superfície em projeção horizontal,
delimitada pelo divisor de águas. Dado fundamental para o calculo das outras características físicas da bacia.
É a área em que é captada a chuva, assim calculamos o volume de chuva que caiu sobre uma bacia
multiplicando a altura de chuva pela área da bacia (Volume = Área x Altura).
 Forma da Bacia:
Coeficiente de compacidade (Kc) é a relação entre o
perímetro da bacia e a circunferência do círculo com
área igual a da bacia
Características Físicas de uma Bacia Hidrográfica
2
c
Perimetro
K
r

Onde: area
r


Este índice compara a bacia com um círculo da mesma área. Uma bacia compacta apresenta um índice de
compacidade baixo (próximo de 1). Caso não existam fatores que interfiram, os menores valores de Kc
indicam maior potencialidade de produção de picos de enchentes elevados.
Fator de Forma (FF) é a relação entre a largura média
da bacia (Lm) e o comprimento axial da bacia (L). O
comprimento é medido seguindo o curso d’água mais
longo da bacia e a largura média dividindo a área da
bacia por esse comprimento.
Lm
FF
L

Area
Lm
L

Esse fator dá alguma indicação sobre a tendência da bacia a produzir enchentes ou inundações, pois um fator
de forma baixo (grande comprimento axial) reflete uma menor probabilidade de ocorrer uma chuva intensa
que atinja toda a extensão da bacia, comparada com outra bacia da mesma área e menor comprimento axial
(maior fator de forma).
d - efeito da forma
Q
t
Bacia 
radial
Bacia 
alongada
Radial Alongada
Hidrologia
Onde:
9
 Sistema de Drenagem:
O sistema de drenagem de uma bacia é constituído pelo rio principal e seus tributários; o estudo das
ramificações e do desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a maior ou menor velocidade com
que a água deixa a bacia hidrográfica. O padrão de drenagem de uma bacia depende da estrutura geológica do
local, tipo de solo, topografia e clima. Esse padrão também influencia no comportamento hidrológico da
bacia.
Ordem dos cursos de Água: É uma classificação
que reflete ao grau de ramificação dentro da bacia.
d
L
D
Area


Quanto mais densa a rede de drenagem, mais
rapidamente o volume precipitado escoará pela
seção exutória de uma bacia hidrográfica.
 Características do relevo de uma Bacia:
O relevo de uma bacia hidrográfica tem grande influência sobre os fatores meteorológicos e hidrológicos, pois
a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, enquanto que a
temperatura, a precipitação e a evaporação são funções da altitude da bacia.
Comprimento do rio principal é aquele que drena a maior área no interior da bacia. O comprimento da
drenagem principal é uma característica fundamental da bacia hidrográfica, porque está relacionado ao
tempo de viagem da água ao longo de todo o sistema.
Declividade da bacia (S): possui uma relação complexa com a infiltração, com o escoamento superficial,
com a umidade do solo e a com contribuição do escoamento subterrâneo. Quanto maior a declividade,
maior a variação nas vazões instantâneas (escoamento superficial mais acelerado).
𝑆 = 
∆𝐼
𝑤𝑖
𝑎𝑖
𝑛𝐴
𝑛
𝑖=1
 
Onde:
ΔI -diferença de altitude padrão entre 2 curvas de
nível
Wi - largura entre 2 curvas de nível, ao longo do rio
ai – Área entre 2 curvas de nível
n – Número de intervalos de curva de nível
A – Área total da baciaDeclividade do curso d’água principal: Quanto maior a declividade dos cursos d’água, maior a velocidade de
escoamento. Pode ser calculada de diferentes formas:
S1
S2
S3
O valor de S2 é bem próximo de S3, que são bem diferentes de S1. 
 Razão entre a desnível das cotas extremas e o
comprimento horizontal (S1)
 Área sob o perfil = Área sob a Reta (S2)
 Princípio Cinemático (S3): o tempo de translação
acumulado é igual ao tempo de translação com
velocidade constante.
Hidrologia
Densidade de Drenagem: Densidade de drenagem
(Dd) é a razão entre o comprimento total dos cursos
d’água e a área de drenagem.
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Uma das características mais importantes de uma bacia hidrográfica é o TEMPO DE CONCENTRAÇÃO (tc). O
tempo de concentração de uma bacia hidrográfica é utilizado para estimar sua chuva crítica.
Segundo o “Bureau of Reclamation of U.S.A ”, tempo de concentração (Tc) é o tempo necessário para
que toda a área da bacia contribua para o escoamento superficial na seção de saída.
Tempo de concentração
O tempo de concentração (tc) é o tempo necessário para que a gota de chuva que caiu sobre a região
mais distante do exutório leva para chegar até o exutório. Quando chove sobre uma bacia hidrográfica por um
período maior que o tempo de concentração, toda a bacia contribui para o exutório, sendo alcançada a vazão
máxima para essa chuva.
Fatores que influenciam o tc:
 Forma da bacia
 Declividade média da bacia
 Comprimento e declividade do curso principal
 Tipo de cobertura vegetal
 Distância entre o ponto mais afastado da
bacia e o exutório
 Condições de umidade do solo previamente ao
início da chuva
Equações para o cálculo do tc:
Nome Equação
Cinemática
Califórnia Culverts 
Practice
Dooge
Kirpich
George Ribeiro
c
L
t
v

0,385
3
57.c
L
t
H
 
  
 
0,41
0,17
21,88.c
A
t
S

0,77
0,385
3,989.c
L
t
H

   
0,04
16.
1,05 0,2. . 100.
c
L
t
p S


Onde:
L - comprimento do rio principal da bacia (km) [m na
Cinemática];
H - desnível entre o ponto mais elevado da bacia e o
exutório (m) [km em Kirpich].
A - área de drenagem da bacia (km²);
S - declividade média da bacia (m/m);
ν - velocidade média do rio principal da bacia no
estirão (m/s);
P - percentagem da bacia com cobertura vegetal (entre
0 e 1).
Hidrologia
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Precipitação e interceptação
As parcelas do ciclo hidrológico, referentes à precipitação e à interceptação
representam o elo de ligação entre os fenômenos hidrológicos e o fenômeno do
escoamento superficial
Capítulo 2
Entende-se por precipitação, a água
proveniente do vapor de água da atmosfera
depositada na superfície terrestre sob qualquer
forma: chuva, granizo, neblina, neve, orvalho ou
geada.
A chuva é o principal elemento da maioria dos
estudos hidrológicos. A ocorrência da precipitação é
um processo aleatório que não permite uma previsão
com grande antecedência.
Os problemas de engenharia estão relacionados
a chuvas de grande intensidade e/ou volume e a
ausência de chuva em longos períodos de estiagem.
PRECIPITAÇÃO
As principais características da precipitação são o volume total, a duração e a distribuição.
A distribuição de uma chuva pode ser temporal ou espacial. 
Altura pluviométrica (P): espessura média da lâmina de água precipitada que recobriria a região atingida,
admitindo-se que a água não infiltrasse, não evaporasse. É uma medida indireta do volume de chuva.
Duração (t): intervalo de tempo durante o qual se considera a ocorrência de chuva. Expressa em minutos ou
horas.
Intensidade (i): relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação. Expressa em mm/h ou
mm/min.
1
TR
P

1
TR
f

Método Califórnia
Método Kimbal
mf
n

1
m
f
n


Onde:
m – posição do valor na
amostra em ordem
decrescente
n – tamanho da amostra
Hidrologia
Frequência (f): nº de eventos iguais ou superiores a
um evento considerado.
Tempo de Recorrência ou Tempo de retorno
(TR): inverso da probabilidade de um evento.
12
Processo de formação das precipitações 
Classificação das precipitações
Chuvas convectivas
São típicas das regiões tropicais. O aquecimento desigual da superfície
terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com densidades
diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em
equilíbrio instável. Se esse equilíbrio, por qualquer motivo (vento,
superaquecimento), for quebrado, provoca uma ascensão brusca e violenta
do ar menos denso, capaz de atingir grandes altitudes.
As precipitações convectivas são de grande intensidade e curta duração,
concentradas em pequenas áreas (chuvas de verão).
Chuvas orográficas
Também chamadas de chuvas de relevo, por ocorrerem pela ação do
relevo sobre o clima, resultam da ascensão mecânica de correntes de ar
úmido horizontal sobre barreiras naturais, tais como montanhas. Assim, a
umidade satura o ar ao redor e provoca fortes índices de precipitação,
chamados de chuvas torrenciais.
As precipitações da Serra do Mar são exemplos típicos de precipitações
orográficas.
As precipitações ocorrem pelo acúmulo de vapor d’água na atmosfera e sua condensação pelo resfriamento das
massas de ar, a partir das nuvens. Para que ocorra o resfriamento do ar úmido, há necessidade de sua ascensão, que
pode ocorrer devido aos seguintes fatores: ação frontal de massas de ar, convecção térmica ou relevo.
A maneira com que o ar úmido ascende caracteriza o tipo de precipitação.
Chuvas frontais
Também chamadas de ciclônicas, são aquelas causadas
pelo encontro direto entre duas massas de ar, sendo uma
fria e seca e a outra quente e úmida.
O ar frio, mais denso, tende a descer, enquanto o ar
quente, menos denso, tende a subir. Quando essas duas
massas de ar se encontram, o ar quente sobe para as
camadas mais frias da atmosfera, onde ele perde
temperatura e condensa-se, formando as chuvas.
Formação das nuvens (microgotículas) 
Condensação do vapor d’água presente no ar 
atmosférico
Ascensão das massas de ar 
Evaporação 
(estado líquido / estado vapor) 
Aglutinação (um milhão de microgotículas) 
Peso > Atrito (correntes de ar ascendentes) 
•Bergeron
•Colisão-coalescência
Precipitação
Hidrologia
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Medição de precipitação 
A chuva é representada como uma lâmina ou
altura d’água (mm). Já a intensidade de chuva é a
taxa instantânea de precipitação, ou seja, a altura
no tempo (mm/h). Para medir a lâmina d’água
utiliza-se aparelhos denominados pluviômetros ou
pluviógrafos.
Pluviógrafo
Pluviômetro
Pluviômetros
São recipientes construídos para captar e
armazenar as precipitações que ocorrem entre as
medições. Existem vários modelos de pluviômetros
em uso no Brasil, mas o mais comum é o modelo
Ville de Paris.
São instalados a 1,5 m do solo e 2 vezes
distantes da altura entre o topo do aparelho e o topo
da maior obstrução. Os pluviômetros não levam em
conta a intensidade das precipitações.
Pluviógrafos
Os pluviógrafos, cujos registros permitem o
estudo da relação intensidade-duração-frequência,
são muito importantes para projetos de drenagem
pluviais e de enchentes em pequenas bacias
hidrográficas.
Existem diversos modelos, sendo o mais
comum o pluviógrafo de Cubas Basculantes, que é
composto por 2 cubas articuladas por um eixo
central, que recebem a precipitação uma de cada
vez. Quando uma esvazia a outra começa a encher.
Cada movimento das cubas basculantes computa
uma lamina de precipitação (p. ex. 0,25 mm).
Os pluviógrafos registram o tempo em que os
movimentos ocorrem, assim como o número de
movimentos.
Hidrologia
P – altura de chuva
V – volume captado
A – área de captação
14
Monitoramento hidrometeorológico no Brasil 
 O tratamento dos dados de precipitação, para 
a grande maioria dos problemas hidrológicos, 
é estatístico. 
 São geralmente registrados, armazenados e 
apresentados em forma de tabelas e/ou de 
bancos de dados. 
 Para maior facilidade de comparação entre 
eles, recorre-se a representações gráficas. 
O Brasil dispõe de uma rede
hidrometeorológica com mais de 15.000 estações
hidrométricas, administradas por organismos
federais, setoriais, estaduais e particulares, dentre
as quais 4.543 representam a rede básica nacional
em operação, de responsabilidade da Agência
Nacional de Águas – ANA.
A Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais
(CPRM) instala, opera e dá manutenção à rede
básica nacional da ANA.
Os dados coletados a cada mês são remetidos
para o Sistema de Informações Hidrológicas da ANA,
para serem disponibilizados ao usuário final.
Nos pluviômetros da rede de observação
mantida pela ANA, a medição da chuva é realizada
uma vez por dia, sempre às 7h da manhã, por um
observador que anota o valor lido em uma
caderneta.
Além da ANA, existem outras instituições e
empresas que mantém pluviômetros, como o
Instituto Nacional de Meteorologia (INMET),
empresas de geração de energia hidrelétrica e
empresas de pesquisa agropecuária.
No banco de dados da ANA
(www.hidroweb.ana.gov.br) estão cadastradas
15.622 estações pluviométricas de diversas
entidades.
O monitoramento hidrometeorológico no Brasil
teve início no século 19. Era inicialmente realizado
pelo Departamento Nacional de Obras contra as
Secas (DNOCS) e pelo Instituto Nacional de
Meteorologia (INMET).
Desde então, a Rede Hidrometeorológica do
Brasil tem crescido, buscando ampliar o
conhecimento hidrológico do país.
O portal HidroWeb oferece um banco de dados
com todas as informações coletadas pela rede
hidrometeorológica e reúne dados sobre cotas,
vazões, chuvas, evaporação, perfil do rio, qualidade
da água e sedimentos.
Por meio dessas informações, a Agência
Nacional de Águas monitora eventos considerados
críticos, como cheias e estiagens, disponibiliza
informações para a execução de projetos, identifica
o potencial energético, de navegação ou de lazer em
um determinado ponto ou ao longo da calha do
manancial, levanta as condições dos corpos d’água
para atender a projetos de irrigação ou de
abastecimento público, entre outros.
Dados de precipitação
Para saber mais sobre como obter dados de
precipitação, leia os textos:
• Como obter informações históricas sobre chuvas?
• 5 páginas para obter informações hidrológicas
Hidrologia
15
 Valores proporcionais, alinham-se 
segundo uma reta; 
 Série consistente; 
 Confiável. 
 Erros sistemáticos 
 Mudança nas condições de observação 
 Alteração climática 
 Exige-se, pelo menos, 5 pontos 
sucessivos com a nova tendência 
 É geralmente resultado da comparação 
de 3 postos com diferentes regimes 
pluviométricos, sendo incorreta toda 
associação que se deseja fazer entre os 
dados desses postos. 
Processamento de dados pluviométricos 
O objetivo de um posto de medição de chuvas
é o de obter uma série, sem falhas, de precipitações
ao longo dos anos.
Em muitos casos, pode ocorrer a existência de
períodos sem informações ou com falhas nas
observações. As causas mais comuns de erros
grosseiros nas observações são:
 preenchimento errado na caderneta de 
campo; 
 soma errada do número de provetas, 
quando a precipitação é alta; 
 valor estimado pelo observador, por não se 
encontrar no local da amostragem; 
 crescimento de vegetação ou outra 
obstrução próxima ao posto de observação; 
 danificação do aparelho; problemas mecânicos no registrador gráfico.
Para a verificação da homogeneidade dos
dados usa-se a curva dupla acumulativa ou curva de
massa.
Preenchimento de falhas 
Muitas vezes as estações pluviométricas
apresentam falhas em seus registros devido à
ausência do observador ou por defeito do aparelho.
Um dos métodos para preenchimento de falhas
consiste em:
Escolhe-se, pelo menos, três estações
localizadas o mais próximo possível, mas, dentro da
mesma região meteorológica e aplicar a fórmula
abaixo:
Px - precipitação na estação em questão
Pa,b,...,n - precipitação nas estações a, b,...,n
Ma,b,...,n - média nas estações a, b,...,n
Mx - média na estação em questão
Verificação da homogeneidade dos dados
Ano Média 
dos 
Postos Y
Média dos 
Postos 
Yacumulado
Posto 
Examinado 
X
Posto
Examinado 
Xacumulado
1965 22 22 30 30
1966 30 52 50 80
1967 60 112 70 150
1968 70 182 78 228
1969 86 268 83 311
1970 66 334 71 382
Hidrologia
16
Processamento de dados pluviométricos 
Verificação da homogeneidade dos dados
São relacionados os totais anuais (ou mensais)
acumulados em determinado posto e a média
acumulada dos totais anuais (ou mensais) de todos
os postos da região considerada homogênea sob o
ponto de vista meteorológico.
Caso seja possível ajustar uma reta isso
significa que o ponto em questão é homogêneo em
relação aos outros pontos da região.
Duas possíveis formas de fazer a correção dos
dados são:
• Valores mais antigos para situação atual
• Valores mais recentes para a condição antiga
Onde:
Pc – Precipitação acumulada ajustada à tenência
desejada.
Pa* - Valor da ordenada correspondente à interseção
das duas tendências.
Ma – Coeficiente angular da tendência desejada.
Mo – Coeficiente angular da tendência a corrigir.
Po – Valor acumulado a ser corrigido.
Correção dos dados
Precipitação média 
Métodos
• Média Aritmética
• Polígonos de Thiessen
• Método das Isoietas
Média Aritmética
Basta somar os valores medidos em cada um
dos postos dentro da bacia e dividir o resultado
pelo número de postos. Recomenda-se a aplicação
apenas em regiões planas onde os postos se
encontram uniformemente distribuídos.
Neste método, todos os pluviômetros têm a
mesma importância.
Polígonos de Thiessen
O método consiste em atribuir um fator de
peso aos totais precipitados em cada aparelho,
proporcionais à área de influência dos mesmos.
Essas áreas de influência (peso) são
determinadas em mapas, unindo-se os postos
adjacentes por linhas retas e, em seguida,
traçando-se mediatrizes dessas retas, formando
polígonos. Os lados dos polígonos são os limites
das áreas de influência de cada posto.
Leva em conta a não uniformidade na
distribuição dos postos, atribuindo pesos
proporcionais à área da região em que o aparelho
se encontra. Não considera o relevo.
Roteiro:
1. Traçar retas unindo os postos adjacentes;
2. Traçar retas perpendiculares a partir do ponto
médio das retas traçadas anteriormente;
3. Computar a área da região de influência de
cada posto;
4. Calcular.
Onde:
Pm = chuva média
Pi = chuva no posto
n = número de pluviômetros
Hidrologia
17
Método das Isoietas
Isoietas são curvas traçadas sobre mapas que
representam linhas de igual precipitação. Seu
traçado é semelhante ao das curvas de nível, onde a
altura de chuva substitui a cota do terreno.
A precipitação média sobre uma área é
calculada ponderando-se a precipitação média entre
isoietas sucessivas, normalmente fazendo a média
dos valores de duas isoietas, pela área entre as
isoietas, totalizando-se esse produto dividindo pela
área total.
Roteiro:
1. Localizar os postos e escrever ao lado de cada
um o total precipitado dentro do intervalo de
tempo analisado.
2. Esboçar as linhas de igual precipitação através
de interpolações.
3. Sobrepor um mapa topográfico ao mapa das
isoietas e ajustar as linhas segundo o relevo.
4. Computar a área da região entre as isoietas.
5. Calcular
Chuvas intensas
Fatores Climáticos
As precipitações intensas são as principais
causas de inundações e prejuízos, por isso merecem
destaque especial em hidrologia.
Normalmente, o transbordamento de rios,
problemas de drenagem, alagamento de ruas,
inundação de residências, escolas, entre outros, é
um processo decorrente de uma chuva intensa.
Assim, fica claro que no dimensionamento de obras
de drenagem (pontes, bueiros, vertedores, etc.)
deve analisar o comportamento das chuvas intensas
em uma região, de forma a dimensionar estruturas
que tragam segurança à população.
Fonte: sobrevivendo.com.br
Chuva em Santa Catarina/2008. 
Fonte: agenciabrasil.gov.br
Hidrologia
Precipitação média 
18
Chuvas intensas
Onde:
i – Intensidade de chuva (mm/h)
Tr – tempo de retorno (anos)
t – duração (min)
K, a, b, c – Parâmetros relativos ao 
regime pluviográfico local
Intensidade, Duração e Frequência (IDF):
• Maior o Tempo de Retorno, maior a Intensidade
• Menor a Duração, maior a Intensidade
• Equações I-D-F
• Curvas I-D-F
Curva IDF
A curva IDF é obtida a partir da análise
estatística de séries longas de dados de um
pluviógrafo (mais de 15 anos, pelo menos). Essas
curvas permitem a estimativa da altura
pluviométrica associada a uma determinada
frequência ou risco, para uma dada duração.
Também permite que, para um dado evento com
determinada duração, se possa estimar sua
frequência, associada ao tempo de recorrência (ou
tempo de retorno).
No planejamento e gestão de recursos hídricos,
assim como para o dimensionamento de estruturas
hidráulicas, é preciso estimar a chuva associada a
determinado risco, frequência ou tempo de retorno.
As relações IDF também são chamadas de equação
de chuvas intensas.
A metodologia de desenvolvimento da curva
IDF considera os seguintes passos:
• Seleção das precipitações intensas mais
características, entre as quais deverão estar as
intensidades máximas referentes às diversas
durações a serem analisadas.
• Com base nesta série de tamanho N (número de
anos), é ajustada uma distribuição de frequências
que melhor represente a distribuição dos valores
observados.
• Ajuste das curvas de intensidade-duração para
determinadas frequências através de anamorfoses
(linearização da equação aplicando logaritmo) ou
método dos mínimos quadrados.
• O procedimento é repetido para diferentes
durações de chuva e os resultados são resumidos
na forma de um gráfico, ou equação, com a
relação das três variáveis: Intensidade, Duração e
Frequência (ou tempo de retorno).
Leis da chuva
 Para um mesmo tempo de recorrência, quanto
maior a duração da chuva, menor é a sua
intensidade.
 Para uma mesma duração, quanto maior o tempo
de recorrência da chuva, maior será a sua
intensidade.
 A intensidade das precipitações é inversamente
proporcional à sua área de precipitação. Em um
determinado período chuvoso, as intensidades
decrescem do núcleo da precipitação para sua
periferia, segundo uma lei aproximadamente
parabólica.
 Dentro do conceito de chuva intensa, deve ser
lembrado que quanto mais curta a duração de
uma precipitação, maior a chance de que ela
tenha sido muito intensa, e que quanto mais
frequente uma chuva maior é a probabilidade de
sua ocorrência.
Hidrologia
19
Chuvas intensas
Curva IDF
Exemplo: Curva IDF obtida a partir da análise dos
dados de um pluviógrafo localizado no Instituto de
Pesquisas Hidráulicas-IPH, em Porto Alegre.
Onde:
Pmax - Precipitação máxima, em mm
t - duração da precipitação, em horas
a; b; c - constantes para cada posto
R - fatorde ajuste
Onde:
TR - tempo de recorrência, em anos 
α e β - valores que dependem da duração 
da precipitação 
γ - constante, adotada como 0,25 para 
todos os pontos 
 Cada uma das linhas representa um Tempo de
Retorno.
 No eixo horizontal estão as durações e no eixo
vertical estão as intensidades.
 Observa-se que quanto menor a duração, maior a
intensidade da chuva.
 Da mesma forma, quanto maior o Tempo de
Retorno, maior a intensidade da chuva.
As curvas IDF são diferentes em diferentes
locais. Infelizmente não existem séries de dados de
pluviógrafos longas em todas as cidades, assim,
muitas vezes, é necessário considerar que a curva
IDF de um local é válida para uma grande região do
entorno.
No Brasil existem estudos de chuvas intensas
com curvas IDF para a maioria das capitais dos
Estados e para algumas poucas cidades do interior.
O estudo do professor Otto Pfafstetter,
chamado “Chuvas Intensas no Brasil” foi o primeiro
estudo de chuvas intensas publicado no Brasil e
determinou gráficos que relacionam a intensidade, a
duração e a frequência das precipitações ocorridas
em 98 postos distribuídos geograficamente pelo país.
Hidrologia
Método do professor Otto Pfafstetter
𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑅 ∙ 𝑎 ∙ 𝑡 + 𝑏 ∙ log 1 + 𝑐 ∙ 𝑡
𝑅 = 𝑇𝑅 ∙ α +
β
𝑇𝑅 γ
∙
20
A interceptação é a retenção de parte da
precipitação acima da superfície do solo (Blake,
1975). Ocorre devido, principalmente, à vegetação e
tende a retardar e reduzir o pico das enchentes.
Varia com a intensidade da precipitação, com
o tipo e com a densidade da vegetação, inclusive
com as estações do ano. Os efeitos da interceptação
são de retenção de um certo volume de água da
precipitação, que logo se transforma em
evaporação, ou acaba infiltrando, no caso de
obstruções.
INTERCEPTAÇÃO
Interceptação na copa das árvores
Interceptação vegetal
Interceptação nos galhos e troncos
Interceptação nas raízes e serapilheira
recente
Infiltração na matriz porosa
No caso da cobertura vegetal, a capacidade de interceptação depende das características da
precipitação (intensidade, duração, volume), das características da própria cobertura vegetal (vegetação de
folhas maiores possuem maior capacidade de interceptação), das condições climáticas (quando há muito
vento a capacidade de interceptação é menor), da época do ano (por exemplo, no outono a capacidade de
interceptação é praticamente nula em árvores de folhas caducas), entre outros.
Hidrologia
Quanto mais intensa a precipitação, menor o volume interceptado. Quanto mais densa a vegetação,
maior o volume retido.
21
A interceptação é um fenômeno mal conhecido e difícil de estudar. Alguns valores estimados para perdas
por interceptação são:
• prados (vegetação baixa), de 5% a 10% da precipitação anual;
• em bosques espessos, cerca de 25% da precipitação anual.
Pode-se dizer também que se a chuva é menor que 1mm, ela será interceptada em sua totalidade, e se
é maior que 1mm, a interceptação vegetal pode variar entre 10% e 40%.
A quantificação de perdas devido à interceptação vegetal pode ser feita através do monitoramento do
dado de precipitação em uma região sem cobertura de vegetação e o monitoramento da precipitação que
atravessa a vegetação (além de monitorar a água que escoa pelo tronco das árvores).
A diferença do volume total precipitado e volume de água que atravessa a vegetação, considerando o
volume escoado pelos troncos, fornece uma estimativa da interceptação do local.
O volume armazenado nas depressões do terreno constitui-se em perdas, já que esse volume evapora se
a depressão é impermeável, ou infiltra, caso seja permeável.
Em áreas urbanas estima-se que o volume de água “perdido” por armazenamento em depressões seja da
ordem de 5 a 8% da precipitação total.
Interceptação vegetal
Armazenamento em depressões 
Foto: Mário Dantas -
http://cienciahoje.uol.com.br 
Hidrologia
Foto: Mário Dantas -http://cienciahoje.uol.com.br 
22
Evaporação, Transpiração e 
Evapotranspiração
As parcelas do ciclo hidrológico referentes à evaporação, transpiração e
evapotranspiração são os processos físicos responsáveis pela perda de água da
superfície para a atmosfera
Capítulo 3
A evaporação e a transpiração fazem parte do ciclo hidrológico e são os processos físicos responsáveis
pelas perdas de água da superfície para a atmosfera. A água que deixa a superfície terrestre integra a
atmosfera sob a forma de vapor.
Evaporação é a perda de água pelas superfícies livres de rios, lagos, reservatórios e acúmulos de água na
superfície. A transpiração consiste nas taxas ou parcelas hídricas que deixam a vegetação através de seu
sistema radicular, xilema e estômatos presentes na superfície foliar (Silva, 2015). O processo de transpiração
envolve a retirada da água do solo pelas raízes das plantas, o transporte da água através da planta até as
folhas e a passagem da água para a atmosfera através dos estômatos da folha.
A evapotranspiração é o nome que se dá aos processos de evaporação e transpiração integrados.
A importância do processo de evapotranspiração permaneceu mal compreendido até o início do século
XVIII, quando Edmond Halley provou que a água que evaporava da terra era suficiente para abastecer os rios,
posteriormente, em forma de precipitação.
Conhecer a perda d’água de uma superfície natural é de suma importância nos diferentes campos do
conhecimento científico, especialmente nas aplicações da meteorologia e da hidrologia às diversas
atividades humanas. Na hidrologia, o conhecimento da perda de água em rios, canais, reservatórios, bem
como, a transpiração dos vegetais, é essencial no balanço hídrico de uma bacia hidrográfica.
Para ocorrer a evaporação são necessárias duas
condições:
 que a água líquida esteja recebendo energia
para prover o calor latente de evaporação;
 que o ar acima da superfície líquida não esteja
saturado de vapor de água.
Hidrologia
23
Conceitos
Evapotranspiração é a soma dos processos evaporação do solo e transpiração das plantas. Este termo foi
utilizado por Thornthwaite, no início da década de 40, para expressar essa ocorrência simultânea (Carvalho e
Silva, 2066).
Existem conceitos distintos de evapotranspiração:
 Evapotranspiração Potencial (ETp)
Transferência, sem restrição hídrica, de água
para a atmosfera por evaporação do solo e por
transpiração.
 Evapotranspiração Real (ETr)
Transferência de água para a atmosfera por
evaporação e transpiração que ocorre nas condições
reais (existentes) da umidade do solo e da
vegetação. Sempre menor ou igual a ETp.
 Evapotranspiração de Referência (ETo)
Perda de água de uma extensa superfície cultivada com grama, com altura de 0,08 a 0,15 m, em
crescimento ativo, cobrindo totalmente o solo e sem deficiência de água.
Evapotranspiração
Evaporação
Superfície livre –
lagos, 
reservatórios, 
oceanos...
Superfície das 
vegetações –
interceptação 
vegetal
Solos
Transpiração
Plantas
Fonte: adaptado de Silva (2015)
Evapotranspiração: evaporação e transpiração.
Hidrologia
24
Fatores intervenientes 
 Radiação Solar
Processo de evaporação requer energia para
ocorrer. Essa energia vem do sol e varia com a
latitude, com a rotação e com a translação da Terra.
Varia também com a espessura da camada de
nuvens. Regiões equatoriais recebem maior radiação
solar e, consequentemente, apresentam maiores
taxas de evaporação.
 Umidade relativa
A umidade relativa do ar indica quão próximo o
ar está da saturação, ao invés de indicar a real
quantidade de vapor d’água no ar. Assim, quando a
meteorologista afirma na televisão que a umidade
relativa do ar é de 90%, ela quer dizer que o arcontém 90% da quantidade de água que ele é capaz
de absorver naquela condição.
Quanto mais quente fica o ar, mais água ele é
capaz de “carregar”, assim uma mesma quantidade
de água no ar pode fazer com que o ar tenha
umidade relativa baixa para temperaturas mais
elevadas ou fique saturado para temperaturas mais
baixas.
1
0
0
Espaço
Atmosfera
Fluxo de 
calor 
latente
Absorvida pelo 
ar e poeira
Absorvida pelas 
nuvens
Absorvida na 
superfície
Emitida pela 
superfície
Absorvida pelo 
vapor de H2O e 
CO2
Emitida pelo 
vapor de H2O e 
CO2
Fluxo de calor 
sensível
Emitida pelas 
nuvens
Ondas 
longasOndas 
curtas
R
a
d
ia
ç
ã
o
 
s
o
la
r 
in
c
id
e
n
te
Superfície (Terra + Oceanos)
S1 21 7 23
6 38 266 420
15
16
Hidrologia
A evaporação ocorre de modo inversamente
proporcional à umidade relativa do ar, ou seja, quanto
maior a umidade relativa do ar, menor a evaporação.
CURIOSIDADE: Outra grande influência da
umidade relativa do ar é sensação térmica dos
nossos corpos. Para sauna seca suportamos
com facilidades temperaturas entre 60 a 80ºC,
na sauna a vapor a temperatura geralmente se
mantém em torno de 50ºC.
25
Fatores intervenientes 
 Vento
O vento renova o ar em contato com as massas de água ou com a vegetação, afastando do local as
massas de ar que já tenham grau de umidade elevado.
 Tipo e condições do solo
No processo de transpiração, a natureza do
solo, o seu grau de umidade e a posição do nível do
lençol freático influenciam a umidade do solo na zona
ocupada pelas raízes dos vegetais.
Quando o solo está úmido, as plantas
transpiram livremente, e a taxa de transpiração é
controlada pelas variáveis atmosféricas. Porém,
quando o solo começa a secar, o fluxo de
transpiração começa a diminuir.
 Tipo de vegetação
A transpiração vegetal também depende do tipo
de planta, do seu estágio de desenvolvimento (idade
do vegetal) e do desenvolvimento das suas folhas.
Hidrologia
26
Medição da evaporação 
 Tanque Classe A
A medição de evaporação no Tanque Classe A
é realizada diretamente em uma régua, ou ponta
linimétrica, instalada dentro do tanque, sendo que
são compensados os valores da precipitação do dia.
As medições são diárias. Por esta razão, o Tanque
Classe A é instalado em estações meteorológicas
junto com um pluviômetro.
É necessário aplicar um coeficiente de redução
aos dados de evaporação medidos no tanque, porque
a água do reservatório normalmente está mais fria do
que a água do tanque, que tem um volume pequeno
e está completamente exposta à radiação solar.
 Evaporímetro de Piché
São aparelhos em que se mede a evaporação
através de um meio poroso, permanentemente
saturado de umidade. A instalação e a operação são
simples, mas as medições não são muito confiáveis.
É formado por um tubo de vidro de aprox. 30cm
de comprimento e 1cm de diâmetro, fechado na parte
superior e aberto na inferior. A extremidade inferior é
tapada, depois do tubo estar cheio com água
destilada, com um disco de papel de feltro de 3cm de
diâmetro umedecido.
Hidrologia
Assim, para estimar a evaporação em reservatórios e lagos costuma-se considerar que esta tem um
valor de aproximadamente 60 a 80% da evaporação medida em Tanque Classe A, na mesma região.
Depois, o disco é fixado com uma mola. O tubo é preso por uma argola a um gancho no interior de um
abrigo meteorológico padrão.
27
Medição da evaporação 
Fórmula de Meyer:
Onde:
• E – evaporação (mm/d)
• V9 – velocidade do vento à 9m de altura
• c – 0,50 para lagos pequenos e rasos ou 0,37 para lagos maiores
• es – pressão de saturação, à temperatura da água (mmHg)
• ea – pressão de vapor, à temperatura da água (mmHg)
Primeira Lei de Dalton:
Onde:
• E – evaporação (mm/d)
• b – coef. empírico – pode ser substituído por expressões que representem a ação do vento
• es – pressão de saturação, à temperatura da água (mmHg)
• ea – pressão de vapor, à temperatura da água (mmHg)
Fórmula do Lago Hefner:
Onde:
• E – evaporação (mm/d)
• V4 – velocidade do vento à 4m de altura
• es – pressão de saturação, à temperatura da água (mmHg)
• ea – pressão de vapor, à temperatura da água (mmHg)
 Fórmulas Empíricas
Hidrologia
28
Medição da evapotranspiração 
Lisímetros: estruturas enterradas constituídas de um reservatório de solo com um volume mínimo de
1m³, providas de sistema de drenagem e instrumentos de medição. Através de lisímetros pode-se medir tanto
a ETR como a ETp. Para medir a ETp, promove-se a irrigação da cultura plantada no lisímetro.
Onde:
• ET – evapotranspiração
• P – precipitação
• D – drenagem
• ΔR – variação no volume armazenado no lisímetro
 Medições diretas
Método de Thornthwaite: Equação ajustada a partir de dados medidos em bacias nos EUA, onde
predominam invernos com alta umidade e verões secos.
 Métodos que relacionam a evapotranspiração com a temperatura
Onde:
• ETP – evapotranspiração potencial para meses de 30 dias e comprimento de 12h (mm/mês)
• T – temperatura média do ar
• Fc – fator de correção da latitude
• ti – temperatura do mês i
Método de Jensen e Haise:
 Métodos que relacionam a evapotranspiração com a temperatura e a radiação solar
Onde:
• ETP – evapotranspiração potencial (mm/d)
• T – temperatura do ar (ºC)
• G – radiação incidente de onda curta (cal/cm².d)
Hidrologia
29
Medição da evapotranspiração 
Combina radiação solar, umidade do ar, temperatura e ação do vento. Tem analogia com um circuito
elétrico, sendo o fluxo evaporativo a corrente, a umidade relativa a diferença de pressão, e as resistências
superficiais da vegetação e a aerodinâmica a resistência.
Equação recomendada pela FAO para o calculo da Evapotranspiração de Referência.
Onde:
• E – taxa de evaporação da água (m/s)
• λ – calor latente de vaporização (MJ/kg)
• Δ – taxa de variação de pressão de saturação de vapor (kPa/Cº)
• RL – radiação líquida na superfície (MJ/m².s)
• G – fluxo de energia para o solo (MJ/m².s)
• ρA – massa específica do ar (kg/m³)
• ρW – massa específica da água (kg/m³)
• CP – calor específico do ar úmido (MJ/kg.Cº)
• es – pressão de saturação do vapor (kPa)
• ed – pressão de vapor (kPa)
• γ – constante psicrométrica (γ=0,66) (kPa/Cº)
• rs – resistência superficial da vegetação (s/m)
• Ra – resistência aerodinâmica (s/m)
 Método de Penmam-Montheith
Hidrologia
30
Infiltração
A Infiltração é o fenômeno de penetração da água nas camadas de solo
próximas à superfície do terreno, em movimento descendente, através dos vazios,
sob a ação da gravidade, até atingir uma camada suporte, que a retém, formando
então a água do solo.
Ou seja, é o processo pelo qual a água atravessa a superfície do solo.
Capítulo 4
A infiltração é um processo que depende fundamentalmente da água disponível para infiltrar, da
natureza do solo, do estado da sua superfície e das quantidades de água e ar, inicialmente presentes no seu
interior.
À medida em que a água
infiltra pela superfície, as
camadas superiores do solo
vão umedecendo de cima
para baixo, alterando grada-
tivamente o perfil de
umidade.
Quando o aporte de água à superfície cessa,
isto é, deixa de haver infiltração, a umidade no
interior do solo se redistribui, evoluindo para um
perfil de umidade inverso, com menores teores de
umidade no nível próximo à superfície e maiores nas
camadas mais profundas.
Nem toda umidade é drenada para as camadas
mais profundas do solo, já que parte é transferida
para a atmosfera por evapotranspiração.
Superfície 
do terreno
Nível freático
InfiltraçãoFluxo
sub-superficial
Fluxo
subterrâneo
Saída de água
subterrânea
Saída de água
sub-superficial
Umidade contida
Zona de saturação
Zona de transição
Zona de transmissão
Frente úmida
Zona
úmida
P
ro
fu
n
d
id
a
d
e
Hidrologia
Normalmente, a infiltração decorrente de precipitações naturais não é capaz de saturar todo o solo,
restringindo-se a saturar, quando consegue, apenas as camadas próximas à superfície, conformando um perfil
típico onde o teor de umidade decresce com a profundidade.
Enquanto há aporte de água, o perfil de umidade
tende à saturação em toda a profundidade, sendo a
superfície, naturalmente, o primeiro nível a saturar.
31
Fatores intervenientes no processo de infiltração
 Tipo de solo
 Altura de retenção superficial e espessura da
camada saturada
 Grau de umidade do solo
 Ação da precipitação sobre o solo
Capacidade de infiltração
É a quantidade máxima de água que pode infiltrar no solo, em um dado intervalo de tempo, sendo
expresso geralmente em mm/h.
A capacidade de infiltração ou infiltração potencial é a taxa de infiltração que poderia ocorrer se
houvesse disponibilidade de água sobre a superfície do solo. Assim sendo, a taxa de infiltração será, no
máximo, igual a capacidade de infiltração.
Uma curva de taxas reais de infiltração no tempo somente coincide com a curva das capacidades de
infiltração de um solo quando o aporte superficial de água tem intensidade superior ou igual à capacidade de
infiltração. Geralmente é expressa em mm/h.
Taxa ou velocidade de Infiltração
É definida como a lâmina de água (volume de
água por unidade de área) que atravessa a superfície
do solo, por unidade de tempo. A taxa de infiltração
pode ser expressa em termos de altura de lâmina
d’água ou volume d’água por unidade de tempo
(mm/h). Onde:
• TI = taxa de infiltração da água no solo (mm/h)
• I = infiltração acumulada (mm)
• T = tempo (h)
Hidrologia
 Presença de ar
 Compactação devida à ação antrópica e aos animais
 Macroestrutura do terreno
 Cobertura vegetal
 Temperatura
32
Curva de infiltração potencial
Como pode-se observar no gráfico da figura ao
lado, a curva de variação da taxa de infiltração ao
longo do tempo apresenta um decaimento até atingir
um valor assintótico equivalente à condutividade
hidráulica saturada (KSAT), que representa a camada
superficial do solo (Miguez, et al., 2015). Essa curva
é chamada de curva de infiltração potencial.
Quando o solo atinge a sua capacidade de
infiltração, ocorre o escoamento superficial, como
mostra o gráfico abaixo. A taxa de escoamento
superficial, em situações em que a intensidade da
chuva é sempre maior que a curva de infiltração
potencial, pode ser calculada pela diferença entre a
intensidade de chuva e a taxa de infiltração
potencial (Rubin, 1966).
Nos casos em que a intensidade de
precipitação varia em relação à curva de infiltração
potencial, ou seja, em determinado momento a
intensidade de precipitação está acima e em outros
está abaixo da curva de infiltração, a taxa de
infiltração real (que depende das características do
solo e da distribuição temporal da chuva) será:
• Igual à intensidade da chuva quando está for
inferior à curva de infiltração potencial; ou
• Igual à curva de infiltração potencial, quando a
intensidade da chuva for superior à curva.
Hidrologia
33
Estimativa da infiltração
 Medição direta – Infiltrômetros
São aparelhos para determinação direta da capacidade de infiltração local dos solos. Os infiltrômetros de
anel consistem de dois cilindros concêntricos, de chapa metálica, com diâmetros variando de 200 a 900mm,
cravados verticalmente no solo de modo a restar uma pequena altura livre sobre este. Podem ser utilizados um
ou dois tubos concêntricos.
 Equação de Horton
A partir de experimentos de campo, Horton estabeleceu, para o caso de um solo submetido a uma
precipitação com intensidade sempre superior a capacidade de infiltração, uma relação empírica para
representar o decaimento da infiltração com o tempo, que pode ser representado da seguinte forma:
Os cilindros são colocados no terreno, até uma
profundidade maior ou igual à da penetração da água
durante o ensaio, para evitar o erro causado pela
dispersão lateral da água.
Quando se utilizam dois tubos concêntricos, a água
é adicionada nos dois compartimentos. A finalidade do
cilindro externo é manter verticalmente o fluxo de água do
cilindro interno. A cada passo de tempo, mede-se a altura
da lâmina d’água dentro do cilindro.
Onde:
• t = tempo decorrido desde a saturação superficial do solo (hora)
• I = taxa de infiltração no tempo t (mm/h)
• Ii = taxa de infiltração inicial (mm/h)
• Ib = taxa de infiltração mínima (assintótica)(mm/h)
• K = constante de decaimento (hora-1)
Para a utilização da equação de Horton, é necessário determinar os parâmetros a partir dos dados
observados em ensaios de campo. O parâmetro k é obtido através do ajuste da equação aos pontos Ixt medidos
em campo.
Integrando a equação da taxa de infiltração ao longo do tempo, tem-se a equação de volume infiltrado:
Hidrologia
34
Estimativa da infiltração
 Método do Índice Φ
Esse método considera que existe uma
infiltração constante ao longo do tempo, sendo,
assim, um método muito simplificado.
Para a aplicação do método, define-se
inicialmente um volume correspondente à capacidade
de armazenamento de água no solo, além de outras
perdas.
Divide-se esse valor pelo número total de
intervalos de tempo com chuva, e esse valor
corresponde ao índice φ.
A precipitação que não infiltra é obtida da a
partir da subtração do índice φ e da precipitação total.
Quando o valor de φ for maior que a precipitação (P),
deve-se distribuir a diferença entre os demais
intervalos.
No caso da existência de um hidrograma
observado, pode-se proceder com a separação do
escoamento superficial e subterrâneo, conforme será
apresentado mais adiante. Uma vez conhecido o
volume superficial escoado, também é conhecida a
precipitação efetiva. E o índice φ pode ser
determinado a partir desse resultado.
Hietograma para determinação da precipitação 
efetiva através do índice Φ.
Hietograma após determinação do índice Φ.
Hietograma de precipitação efetiva após a 
separação do escoamento.
Hidrologia
Considere que em um determinado evento,
o volume escoado superficialmente foi estimado
em 13mm e o volume total precipitado foi de
32,5mm.
A partir desse resultado, pode-se inferir que
o total de perdas foi de 19,5mm.
Assim, o índice φ resulta em 1,50mm/Δt
(19,5mm / 13 intervalos de tempo de 30minutos).
Exemplo
35
Águas Subterrâneas
É toda água que se encontra abaixo da superfície da Terra, preenchendo os
espaços vazios entre as rochas.
Capítulo 5
Águas que atingem a superfície do solo a partir
de precipitações, podem infiltrar-se por efeito de
forças gravitacionais e de capilaridade.
Seu destino será função das características do
subsolo, do relevo do terreno e da ação da
vegetação, configurando o que poderia denominar-se
de fase subterrânea do ciclo hidrológico.
A água, ao infiltrar, está sujeita,
principalmente, às forças devidas à atração
molecular; à tensão superficial ou efeitos de
capilaridade e à atração gravitacional.
Em função dessas forças, destacam-se duas
zonas:
 Zona de aeração: os interstícios do solo são
parcialmente ocupados pela água, enquanto o
ar preenche os demais espaços livres (a água é
usada pelas raízes das plantas).
 Zona saturada: a água ocupa todos os
vazios e se encontra sob pressão hidrostática.
Hidrologia
Distribuição das águas 
abaixo dasuperfície do 
solo
36
AQUÍFEROS:
Lençol subterrâneo estabelecido em uma formação 
suficientemente porosa, capaz de admitir uma quantidade 
considerável de água e permitir seu escoamento em condições 
favoráveis para utilização.
De acordo com o armazenamento da água, os aquíferos podem ser:
A q u í f e r o L i v r e
Formação geológica de característica permeável, parcialmente saturada de água. Sua base é formada
por uma camada impermeável como, por exemplo, a argila, ou pode ser semipermeável. Neste aquífero existe
uma superfície livre de água que se encontra sob pressão atmosférica (superfície piezométrica). Em aquíferos
livres, o nível da água varia segundo a quantidade de chuva. É o tipo mais comum e mais explorado pelos
homens. Porém, são também os aquíferos que apresentam maiores problemas de contaminação.
A q u í f e r o C o n f i n a d o
Ocorre quando a água subterrânea está confinada sob uma pressão superior à pressão atmosférica,
devido à existência de uma camada confinante impermeável acima do aquífero. Pelo fato de a água encontrar-
se a uma pressão superior à atmosférica, quando se faz um furo para extração, a água sobe até a superfície
piezométrica, dando origem a um poço artesiano.
Quanto ao tipo de rocha armazenadora, os aquíferos podem ser:
A q u í f e r o s P o r o s o s
Esses tipos de aquíferos apresentam espaços vazios de pequenas dimensões (poros), por onde a água
circula. Estão associados a rochas do tipo sedimentares consolidadas, solos arenosos e sedimentos
inconsolidados. Representam o grupo de aquíferos mais importantes, devido ao grande volume de água que
armazenam e também por serem encontrados em muitas áreas.
A q u í f e r o s F r a t u r a d o s o u F i s s u r a d o s
São caracterizados por possuírem fraturas abertas que acumulam água. Estas fraturas representam o
resultado de alguma deformação sofrida por uma rocha quando esta é submetida a esforços tensionais de
natureza diversa. Os aquíferos fraturados estão associados a rochas do tipo ígneas e metamórficas.
A q u í f e r o s C á r s t i c o s
São formados em rochas carbonáticas. As fraturas presentes neste tipo de aquífero podem atingir
dimensões maiores, devido à dissolução do carbono pela água. Assim, podem formar grandes rios subterrâneos.
Hidrologia
37
Formas de ocorrência da água subterrânea
Descarga natural
 Fontes
 Descarga de base de rios e lagos
 Descarga em Mares
 Evapotranspiração
Descarga das águas subterrâneas 
Rio contribui para freático. Geralmente são 
rios intermitentes. 
Rio recebe contribuição do freático. 
Geralmente são rios perenes. 
Hidrologia
Captação
 Poços de bombeamento (principalmente)
 Valas de drenagem
 Galerias de drenagem
 Poços radiais
Conforme contribuam para o lençol subterrâneo, os rios podem ser classificados em influentes e efluentes.
38
Aquíferos do Brasil
A q u í f e r o G u a r a n i
(antigo Botucatu)
Principal reserva subterrânea de
água doce da América do Sul e um
dos maiores sistemas aquíferos do
mundo. Ocupa uma área total de
1,2 milhão de km² na Bacia do
Paraná e parte da Bacia do Chaco-
Paraná. Sua maior ocorrência se
dá em território brasileiro (2/3 da
área total) abrangendo os Estados
de Goiás, Mato Grosso do Sul,
Minas Gerais, São Paulo, Paraná,
Santa Catarina e Rio Grande do
Sul.
A q u í f e r o A l t e r d o C h ã o
Descoberto em abril de 2010, é
o maior aquífero do mundo em
volume d’água. Ele é duas
vezes maior em volume de
água que o aquífero Guarani
(86 mil km³ contra 46 mil km³).
Está localizado sob os estados
do Amazonas, Pará e Amapá.
Hidrologia
39
Hidrograma
O hidrograma é a representação gráfica da variação da vazão (Q) ao longo do
tempo (minutos, horas, dias).
Capítulo 6
Costuma-se representar um hidrograma em escala gráfica, colocando no eixo das abscissas o tempo, e no
eixo das ordenadas o valor correspondente de vazão.
A área da bacia hidrográfica define a
potencialidade hídrica da mesma.
Bacias hidrográficas maiores normalmente
apresentam hidrogramas com vazões maiores que
bacias hidrográficas menores, para um mesmo
evento de chuva.
Fatores que influenciam a forma do hidrograma:
 Área da bacia hidrográfica
 Relevo, densidade de drenagem, declividade do rio/bacia hidrográfica e forma
 Condições de superfície do solo e constituição geológica do subsolo
 Modificações artificiais no rio
 Característica da precipitação
Q
t
Área da bacia hidrográfica 
Relevo, densidade de drenagem, declividade 
do rio/bacia hidrográfica e forma
Bacias hidrográficas íngremes e com boa
drenagem têm hidrogramas mais “rápidos”,
geralmente com pouco escoamento de base. Bacias
hidrográficas muito planas, com grandes áreas de
extravasamento, tendem a amortecer o escoamento
e reduzir o pico das vazões.
Quanto à forma, pode-se dizer que bacias
hidrográficas com forma aproximadamente circular
antecipam o pico das cheias e, normalmente, as
vazões de pico são maiores que em bacias de forma
alongadas.
Hidrologia
40
Cobertura vegetal – tende a retardar o
escoamento e aumentar as perdas por
interceptação e evapotranspiração. Sua
substituição por superfícies impermeáveis diminui
consideravelmente a infiltração no solo, podendo
agravar os problemas com cheias.
Constituição geológica do subsolo – em
regiões em que o solo é pouco profundo, existe
uma baixa capacidade de armazenamento de água
no solo e os hidrogramas apresentam picos rápidos
e vazões mais elevadas, quando comparados com
regiões onde a constituição geológica permite
armazenar grande quantidade de água no solo.
Condições de superfície do solo e constituição geológica do subsolo
Modificações artificiais no rio
Quando são realizadas obras de canalização, geralmente o pico das vazões e a velocidade de escoamento
é aumentada.
No caso da construção de reservatórios para a regularização de vazões, amortecimento de ondas de
cheias, entre outros fins, o pico das vazões é amortecido, e a velocidade do escoamento é reduzida.
Hidrologia
41
O processo de urbanização altera
significativamente as parcelas do ciclo hidrológico,
tendendo a diminuir a retenção superficial e a
infiltração, aumentar a evaporação e os
escoamentos superficiais e agravar as cheias.
Modificações artificiais no rio - Urbanização
 
Hidrologia
A retenção natural desempenha importante
papel no resultado da relação chuva x volume
superficial. Atua facilitando a infiltração e promove
o retardamento da elevação do nível das águas nas
calhas dos rios e a redução dos volumes disponíveis
para os escoamentos superficiais.
Essas alterações podem ser dramáticas,
verificando-se numa bacia urbanizada, para os casos
extremos, um aumento do pico da cheia que pode
chegar a ser 6 vezes maior do que o pico desta
mesma bacia em condições naturais (Leopold, 1968).
 
 
Grande 
enchente
Pico maior e 
mais rápido
Pequena 
enchente
Aumento do
volume
Pico menor e 
menos rápido
Recessão
gradualMaior escoamento
De base
V
A
Z
Ã
O
TEMPO
Antes da urbanização
Depois da urbanização
SEMADS, 2001
42
Em geral, chuvas que deslocam-se de jusante para
montante geram hidrogramas com picos menores, e em
alguns casos com dois picos. As chuvas convectivas, de
grande intensidade e distribuídas numa pequena área,
podem provocar as grandes enchentes em pequenas
bacias, não sendo tão importantes no caso de grandes
bacias hidrográficas. No caso de grandes bacias, as
chuvas frontais são as mais importantes.
Característica da precipitação
A forma e os componentes do hidrograma 
O hidrograma é o resultado do comportamentohidrológico de uma bacia hidrográfica. Nele estão
contidos todos os efeitos dos fatores geológicos, geomorfológicos e climatológicos da região, bem como os
efeitos da cobertura vegetal e da urbanização que se observa na bacia. O hidrograma também é afetado por
alguns fatores hidrometeorológicos, tais como a intensidade, duração, distribuição espacial, distribuição
temporal e direção de deslocamento das chuvas. O hidrograma é, pois, o resultado, ao longo do eixo dos
tempos, de todo esse complexo comportamento hidrológico e hidrodinâmico da bacia hidrográfica que o
forma.
Hidrologia
Quando a precipitação é constante e a capacidade de infiltração e retenção é superada, após atingido o
tempo de concentração da bacia há uma estabilização do valor da vazão de pico. Quando cessa a
precipitação, o hidrograma entra em período de recessão.
O hidrograma de uma chuva isolada apresenta 3 pontos notáveis, determinando 4 partes distintas para
análise.
 1º trecho: Até t1, representa o escoamento de base antes do início da chuva. A partir desse instante, inicia-se a chuva e,
dependendo da capacidade de infiltração do solo e da intensidade da precipitação, pode haver infiltração de toda a chuva
sem que qualquer escoamento superficial ocorra.
 2º trecho: Em t1’, a capacidade de infiltração do solo iguala-se à intensidade de chuva e inicia-se um excedente de água
sobre a superfície (escoamento superficial). Esse escoamento cresce rapidamente de valor produzindo o ramo ascendente do
hidrograma no intervalo (t1’-t2), num processo em que cada vez mais área da bacia contribui para seu exutório. Ao final do
ramo ascendente, no instante t2, o hidrograma atinge seu pico.
A forma e os componentes do hidrograma 
 3º trecho: O período de recessão do hidrograma, no intervalo
(t2-t3) representa o esvaziamento gradual da calha fluvial e
nesse período os escoamentos sub-superficiais e a vazão de
base assumem maior significado na composição do hidrograma
total.
 4º trecho: Último trecho, após t3, caracterizado pelo trânsito
do escoamento base, em geral com valor superior ao trecho
inicial devido à elevação do nível do lençol, produzido pela
recarga do aquífero.
43
Método Racional
Escoamento Superficial
Fase do ciclo hidrológico que trata da ocorrência e transporte da água na
superfície terrestre.
Capítulo 7
Uma vez que a precipitação de projeto, associada a um determinado tempo de retorno, já tenha sido
definida, e as perdas já tenham sido estimadas de tal maneira a determinar a precipitação efetiva, o passo
seguinte é transformar essa chuva efetiva em escoamento, ou vazão.
Essa transformação pode ser realizada mediante diferentes métodos. O método mais simples de
aplicação é o Método Racional.
O método racional engloba todos os processos físicos envolvidos em apenas um coeficiente; é
apropriado apenas para obter a vazão máxima em bacias pequenas.
Princípios:
 Considera a duração da chuva igual ao tempo de concentração;
 Adota o coeficiente de runoff ou de escoamento superficial C, no qual são computadas todas as
perdas.
Onde:
• i = intensidade de precipitação (mm/h)
• A = área da bacia hidrográfica (km²)
• C = coeficiente de escoamento (adimensional)
• Q = vazão máxima (m³/s)
Hidrologia
44
Método Racional
A intensidade da precipitação depende dos seguintes fatores:
 Equação IDF característica da região.
 Tempo de concentração: para a estimativa da intensidade da precipitação, é necessário conhecer o
tempo de concentração da bacia, já que o mesmo é considerado igual à duração da precipitação.
 Tempo de retorno (TR): o TR utilizado para o dimensionamento de obras de microdrenagem varia de 2 a
10 anos. Para dimensionamento de redes de macrodrenagem costuma-se utilizar tempos de retorno de
20 anos ou mais, sendo atualmente muito utilizado o tempo de 25 anos, recomendado pelo Ministério
das Cidades.
O coeficiente de escoamento utilizado no método racional depende das seguintes características:
 Tipo de solo;
 Cobertura vegetal; e
 Tipo de ocupação.
Os coeficientes de escoamento recomendados pela prefeitura de São Paulo, para as superfícies urbanas,
estão apresentados na tabela abaixo.
Hidrologia
Fonte: Wilken, 1978. 
Zonas C
Edificação muito densa:
Partes centrais, densamente construídas de uma cidade com ruas 
e calçadas pavimentadas.
0,70 – 0,95
Edificação não muito densa:
Partes adjacentes ao centro, de menos densidades de habitações, 
mas com ruas e calçadas pavimentadas.
0,60 – 0,70
Edificação com poucas superfícies livres:
Partes residenciais com construções cerradas, ruas pavimentadas.
0,50 – 0,60
Edificação com muitas superfícies livres:
Partes residenciais com ruas macadamizadas ou pavimentadas.
0,25 – 0,50
Subúrbios com alguma edificação:
Partes de arrabaldes e subúrbios com pequena densidade de 
construção.
0,10 – 0,25
Matas, parques e campos de esportes:
Partes rurais, áreas verdes, superfícies arborizadas, parques 
ajardinados, campos de esporte sem pavimentação.
0,05 – 0,20
45
Método Racional
Coeficiente de 
runoff (C)
Método do SCS (Soil Conservation Service, EUA) 
Este método é muito usado no Brasil e no exterior, e tem a vantagem de dispor de grande quantidade
de trabalhos relativos ao ajuste de seu principal parâmetro, denominado Curve Number (CN), em função de
quatro tipos diferentes de solo e de diversos padrões de ocupação do mesmo.
O método também permite a correção do CN de acordo com as condições de umidade do solo
anteriores à ocorrência da chuva.
A desvantagem deste método também reside na falta de uma base física mais consistente para a
representação da infiltração.
Equação do SCS:
Onde:
• P = precipitação acumulada
• Ia = lâmina de abstração inicial
• Q = chuva efetiva acumulada
• S = armazenamento máximo de água na camada superficial do solo
Hidrologia
46
Método do SCS (Soil Conservation Service, EUA) 
Tipos de solos:
 Solo A: solos que produzem baixo escoamento superficial e alta infiltração. Solos arenosos profundos.
 Solo B: solos menos permeáveis do que o anterior, solos arenosos menos profundos do que o tipo A e
com permeabilidade superior à média.
 Solo C: solos que geram escoamento superficial acima da média e com capacidade de infiltração abaixo
da média, contendo porcentagem considerável de argila e pouco profundo.
 Solo D: solos pouco profundos contendo argilas expansivas e com muito baixa capacidade de infiltração,
gerando a maior proporção de escoamento superficial.
Método do SCS
Hidrologia
47
Hidrograma Unitário (HU)
Introduzido por Leroy K. Sherman, em 1932, considera a área da bacia hidrográfica e a intensidade da
chuva, assim como o Método Racional. A declividade e características fisiográficas da bacia hidrográfica em
estudo também são consideradas, embora não seja explicitado.
É o hidrograma do escoamento direto, causado por uma chuva efetiva unitária (por exemplo, uma chuva
de 1mm ou 1 cm).
O método considera que a precipitação efetiva e unitária tem intensidade constante ao longo de sua
duração e distribui-se uniformemente sobre toda a área de drenagem.
Onde:
• P = volume de chuva efetiva;
• Q = vazão de escoamento superficial.
 Princípio de superposição:
As vazões de um hidrograma de escoamento
superficial, produzidas por chuvas efetivas
sucessivas, podem ser encontradas somando as
vazões dos hidrogramas de escoamento superficial
correspondentes às chuvas efetivas individuais.
Hidrologia
 Princípio de linearidade:
Para uma chuva efetiva de uma dada duração, o volume
de chuva, que é igual ao volume escoado
superficialmente, é proporcional à intensidade dessa
chuva. Como os hidrogramas de escoamento superficialcorrespondem a chuvas efetivas de mesma duração e
têm o mesmo tempo de base, considera-se que as
ordenadas dos hidrogramas serão proporcionais à
intensidade da chuva efetiva.
48
Hidrograma Unitário (HU)
A aplicação dos princípios de linearidade e superposição levam à definição da chamada equação de
convolução discreta.
Onde:
• Qt = vazão do escoamento superficial no intervalo de tempo t;
• h = vazão por unidade de chuva efetiva no HU;
• Pef = precipitação efetiva do bloco i;
• k = número de ordenadas do HU, que pode ser obtido por k=n-m+1, onde m é o número de pulsos de
precipitação e n é o número de valores de vazão do hidrograma.
Limitações:
 A chuva efetiva tem uma intensidade constante dentro da duração efetiva. Essa condição exige que as
chuvas sejam de curta duração, já que a taxa de chuva efetiva seria maior e aproximadamente
constante no tempo, produzindo um hidrograma melhor definido, com pico único e tempo de base
curto.
 A chuva efetiva está uniformemente distribuída através de toda a área de drenagem. Em virtude dessa
condição, a área de drenagem não deverá ser muito grande. Caso seja necessário trabalhar em bacias
hidrográficas grandes, a mesma deverá ser subdividida em sub-bacias de modo que se cumpra essa
suposição.
 O tempo de base do hidrograma de escoamento superficial, resultante de uma chuva efetiva, de uma
dada duração, é constante. Para que o comportamento da bacia hidrográfica seja considerado linear, é
necessário assumir que os hidrogramas de escoamento superficial, gerados por chuvas efetivas de igual
duração, têm o mesmo tempo de base, independentemente da intensidade das chuvas efetivas. Esta
consideração se estende também ao tempo de pico.
 O HU de uma duração determinada é único para uma bacia hidrográfica e não varia no tempo. As
características do rio não devem ter mudanças e a bacia hidrográfica não deve possuir
armazenamentos apreciáveis (sem reservatórios).
Hidrologia
49
Hidrograma Unitário (HU)
Para determinar o HU em uma bacia hidrográfica, é necessário dispor de registros de vazão e
precipitação simultâneos.
Recomenda-se procurar no histórico eventos causados por chuvas que tenham uma duração entre 1/3 a
1/5 do tempo de concentração.
 Calcular o volume de água precipitado sobre uma bacia hidrográfica, que é dado por:
• Vtot = volume total precipitado sobre a bacia;
• Ptot = precipitação total;
• A = área de drenagem da bacia.
 Fazer a separação do escoamento superficial, onde para cada instante t a vazão que escoa
superficialmente é a diferença entre a vazão observada e a vazão de base:
 Determinar o volume escoado superficialmente, calculando a área do hidrograma superficial, que
pode ser obtida conforme:
• Qe = vazão que escoa superficialmente;
• Qobs = vazão observada no posto pluviométrico;
• Qb = vazão base, extraída do gráfico.
• Ve = volume escoado superficialmente;
• Qei = vazão que escoa superficialmente;
• Δt = intervalo de tempo de dados.
 Determinar o coeficiente de escoamento
• Ve = volume escoado superficialmente;
• Vtot = volume total precipitado sobre a bacia.
 Determinar a chuva efetiva, multiplicando-se a chuva total pelo coeficiente de escoamento
• Pef = precipitação efetiva;
• C = coeficiente de escoamento;
• Ptot = precipitação total
 6.Determinar as ordenadas do HU
• Qu = ordenada do hidrograma unitário;
• Pu = chuva unitária (10mm, 1mm);
• Pef = precipitação efetiva;
• Qe = ordenada do hidrograma de escoamento superficial.
Hidrologia
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4
5
6
Etapas:
50
Hidrograma Unitário (HU) - Exemplo
Magalhães (1989) apresenta um exemplo do funcionamento de uma bacia hipotética sujeita a hietogramas
efetivos que reproduzimos integralmente a seguir.
Seja uma bacia hidrográfica impermeável, com exutório em e, conforme desenho esquemático abaixo.
A área total da bacia é de 4.000m², dividida em quatro subáreas (B1, B2, B3 e B4), cada uma com
1.000m². As quatro linhas limítrofes das áreas Bi (i=1 a 4), são isócronas de 4, 3, 2 e 1 horas, respectivamente,
sendo, portanto, o tempo de concentração da bacia igual a 4 horas.
ed d` 
’ 
c c`ba a`
B1
B2
B3
B4
b`
A) Sobre essa bacia, considere precipitar uma chuva, uniformemente distribuída, de duração de 1
hora e intensidade constante de 10mm/h.
Monta-se o hidrograma da subárea B4. A ascenção começa em t = 0, hora do inicio da chuva, e irá até
t=1h, quando termina a chuva. Uma vez que a duração da chuva é igual ao tempo de concentração da
subárea, a vazão do pico será igual ao produto da intensidade pela área , isto é, 10m³/h. Para essa bacia
hidrográfica, a ascensão é igual à recessão. Como o tempo base da hidrógrafa é a soma do tempo de
concentração e do tempo de duração da chuva, o tempo base para o hidrograma de B4 será de 2 horas.
Raciocínio similar pode ser feito às outras três subáreas, com a necessidade de defasamento de 1
hora para cada bacia, de modo que seja alcançado o exutório. O hidrograma da bacia será a soma dos
triângulos isósceles, apresentando um tempo base de cinco horas (tc + td = 4 + 1) e um pico achatado de 10
m³/h por três horas.
Hidrologia
51
Hidrograma Unitário (HU) - Exemplo
 B) Para podermos perceber a influência do tempo de duração da chuva na forma do hidrograma,
considere precipitar sobre a bacia o mesmo volume de chuva durante 4 horas. A intensidade será então de
2,5mm/h.
Como a duração da chuva é igual ao tempo de concentração da bacia, o pico será dado pelo produto
da intensidade pela área, isto é, 10 m³/h. O ramo ascendente inicia-se em t = 0, hora do início da chuva, e
termina em t = 4, hora do término da chuva. O tempo base do hidrograma será de oito horas.
Podemos, também, montar o hidrograma da bacia como sendo a soma dos hidrogramas das
subáreas. Vejamos, pois, o caso da subárea B4. A ascensão inicia-se em t = 0 e vai ate t = 4, mas como em
t = 1 todas as subáreas já está plenamente contribuindo, não há elevação do valor da vazão após t = 1.
Durante uma hora após o termino da chuva temos a fase da recessão. Similarmente teríamos os
hidrogramas de B3, B2 e B1, com início em t = 1, t = 2 e t = 3, respectivamente.
 C) Para verificar a influência da distribuição espacial da chuva na forma do hidrograma, façamos
precipitar uma tempestade de uma hora de duração e com o núcleo em B4, de tal modo que as intensidades
em cada subárea sejam; IB4 = 17,5 mm/h, IB3 = 12,5 mm/h, IB2 = 7,5 mm/h e IB1 = 2,5 mm/h.
O hidrograma da subárea B4 será um triangulo isósceles, iniciando-se em t = 0 e com pico de
17,5m³/s em t = 1. Aqueles referentes às subáreas B3, B2 e B1 serão similarmente construídos. O
hidrograma total apresentara um pico elevado, logo após o início da chuva, e uma forma assimétrica.
Hidrologia
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Hidrograma Unitário Sintético do SCS (HUS-SCS)
A situação mais frequente, na prática, é o da inexistência de dados históricos.
Os hidrogramas unitários sintéticos foram estabelecidos com base em dados de algumas bacias e são
utilizados quando não existem dados que permitam estabelecer o HU.
Os métodos de determinação do HUS baseiam-se na utilização de características físicas da bacia e tem
permitido estimar o HU para um local sem dados observados.
Hidrograma Unitário Sintético do SCS ou Triangular
O hidrograma formado com o uso deste método foi desenvolvido a partir de bacias agrícolas dos Estados
Unidos e tem forma triangular. Para a determinação do hidrograma unitário triangular, deve-se inicialmente
determinar alguns parâmetros, conforme roteiro a seguir:
 1.Determinar o tempo de concentração (tc) da bacia hidrográfica.
 2.Determinar o parâmetro tp (horas):
• Δt = intervalo de tempo de simulação, obtido a partir da precipitação (h);
• tc = tempo de