HIDROLOGIA - Apostila completa

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HIDROLOIA 
 
 
Hidrologia 
 
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Aula 1 - Conceitos, aplicações e importância 
Introdução 
A Hidrologia é uma ciência recente e de grande importância no momento atual. Sua 
multidisciplinaridade pode ser verificada, por exemplo, nas previsões meteorológicas, que 
observamos diariamente através das precipitações e evaporações em todas as regiões do planeta. 
Podemos verificar relações com a Geologia, Geomorfologia e ciência dos solos, objetivando os 
estudos de escoamento de águas superficiais e subterrâneas nos aspectos biológicos, químicos e 
físicos. O estudo dos recursos hídricos para abastecimento urbano e industrial, e navegabilidade é 
aprofundado nesta jovem ciência de grande importância para a Engenharia. 
Quando fazemos uma análise um pouco mais geral, face ao caráter de escassez atribuído à água 
atualmente, sendo reconhecida a importância em preservar e usar racionalmente esse recurso, 
uma vasta gama de profissionais tem se dedicado a estudar a Hidrologia, entre eles economistas, 
estatísticos, químicos, biólogos, químicos, matemáticos, geólogos, agrônomos, geógrafos etc. 
O que é Hidrologia? 
A Hidrologia é a ciência que estuda a água na Terra, sua ocorrência, circulação, distribuição, suas 
propriedades físicas e químicas e sua relação com o meio ambiente. É uma ciência que está 
voltada para a representação dos processos físicos que ocorrem na bacia hidrográfica, baseando-
se na observação dos processos envolvidos (TUCCI, 2001). 
TUCCI (2001) considera ainda que a água é um mineral presente em toda a natureza, nos estados 
sólido, líquido e gasoso. Além de ser essencial para a sobrevivência de homens e animais, a água 
pode exercer a função de receber, diluir e transportar efluentes. É considerada um recurso 
natural peculiar, pois se renova pelos processos físicos do ciclo hidrológico. 
 
Segundo Da Paz (2004), podemos definir de forma bem genérica que a Hidrologia é a ciência que 
estuda a distribuição, a circulação e o comportamento da água no sistema terrestre. Também 
estuda suas propriedades físico-químicas e sua interação com o meio ambiente (biótico e 
abiótico). 
• Hidrometeorologia – estudo da água na atmosfera; 
• Oceanografia – estudo dos oceanos; 
• Limnologia – estudo de águas interiores (lagos e reservatórios); 
• Fluviologia – estudo de rios e cursos d'água; 
• Glaciologia - estudo da água na forma de neve e gelo; e 
• Hidrogeologia – estudo das águas subterrâneas. 
Em relação à Hidrogeologia e incluindo os aspectos ambientais, a Hidrologia vem se 
aprofundando e se subdividindo em subáreas do conhecimento, como por exemplo: 
Hidrologia 
 
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A Hidrologia baseia-se, essencialmente, em elementos observados e medidos no campo; o que 
mostra a importância da fase correspondente à coleta de dados. De um modo geral, os estudos 
hidrológicos baseiam-se na quase repetição dos regimes de precipitação e de escoamento dos 
rios, ao longo do tempo. 
Isto é, ainda que uma sucessão histórica de eventos (vazão ou precipitação), contatada no 
passado, não se repita exatamente para o futuro, suas grandes linhas mantêm-se 
aproximadamente as mesmas. Em suma, os projetos de obras futuras são elaborados com base 
em elementos do passado, considerando-se ou não a probabilidade de se verificarem alterações 
com relação ao passado. 
Conforme Mendonça (2009) a Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, 
circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, suas relações com o meio 
ambiente, incluindo suas relações com a vida. 
 
Aplicações da Hidrologia 
Os estudos hidrológicos são fundamentais para: 
• Projeções e dimensionamentos de obras hidráulicas. 
• Avaliação e aproveitamento de recursos hídricos. 
Hidrologia 
 
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• Hidrelétricas – mais de 90% da energia produzida no país: 
• Monitoramento e previsão das vazões máximas, mínimas e médias dos cursos para estudo 
econômico e dimensionamentos; 
• Cálculos hidrológicos das necessidades de reservatórios de acumulação. 
• Abastecimento urbano – 75% da população do Brasil estão em áreas urbanas. 
• Irrigação – escolha dos mananciais e estudos de evaporação e infiltração. 
• Navegabilidade – obtenção de dados e estudos sobre construção e manutenção de canais e rios 
navegáveis. 
• Drenagem – estudo de precipitações, bacias de contribuição e nível d'água nos cursos d'água. 
• Regularização de cursos d'água – estudo das variações de vazão. 
• Controle de inundações – previsão de vazões máximas. 
• Controle e previsão de secas – estudos das vazões mínimas. 
• Análise da capacidade de recebimento de corpos receptores (rios e lagos) dos efluentes de 
sistemas de esgotos: vazão mínima de cursos d'água, capacidade de reaeração e velocidade de 
escoamento. 
• Controle de poluição: Vazões mínimas de cursos d'água, capacidade de reaeração e velocidade. 
 
Fatos históricos da hidrologia 
Da Paz ( 2004) descreve alguns fatos marcantes da história da Hidrologia, que podem ser 
verificados a seguir: 
 
 
 
Hidrologia 
 
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Hidrologia 
 
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Água: o combustível da vida 
Segundo relatório da ONU (2015), a água é um recurso natural de valor econômico, estratégico e 
social, essencial à existência, ao bem-estar do homem e à manutenção dos ecossistemas; a água é 
o maior bem da humanidade. 
O mesmo relatório discrimina ainda que o planeta Terra deveria se chamar ‘Água’, 
já que tem 70% de sua superfície coberta por oceanos. 
Isso, sem mencionar geleiras — que cobrem os polos e áreas próximas destes —, a água presente 
na atmosfera, nos reservatórios do subsolo, além de rios e lagos. 
O volume total de água, na Terra, é estimado em 1,4 bilhões de quilômetros cúbicos 
 
Hidrologia 
 
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Atenção! 
Dos 10,5 milhões de quilômetros cúbicos de água doce, 98,7% (10,34 milhões de quilômetros 
cúbicos) correspondem à parcela de água subterrânea, e apenas 92,2 mil quilômetros cúbicos 
(0,9%) correspondem ao volume de água doce superficial (rios e lagos), diretamente disponível 
para as demandas humanas — ou 0,008% do total de água no mundo. 
Os maiores volumes de recursos hídricos renováveis em todo o planeta estão concentrados em 
seis países: Brasil, Rússia, USA, Canadá, China e Indonésia. 
 
Utilização 
Os recursos hídricos no mundo são assim empregados: 
 
A disponibilidade renovável de água doce, nos continentes, pode ser estimada em porcentagens 
conforme segue: 
• América do Norte: 18,00 % 
• Europa: 7,00 % 
• Ásia: 31,60 % 
• América do Sul: 23,10 % 
• África: 10,00 % 
• Oceania:5,30 % 
• Antártida: 5,00 % 
 
A crise de água 
Vários autores destacam esse tema, citamos os principais problemas discorridos por Tunidisi 
(2008) para a crise: 
• Intensa urbanização, aumentando a demanda pela água, ampliando a descarga de recursos 
hídricos contaminados e com grandes demandas de água para abastecimento e desenvolvimento 
econômico e social. 
• Estresse e escassez de água em muitas regiões do planeta em razão das alterações na 
disponibilidade e aumento de demanda. 
Hidrologia 
 
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• Infraestrutura pobre e em estado crítico, em muitas áreas urbanas com até 30% de perda na rede 
após o tratamento das águas. 
• Problemas de estresse e escassez em razão de mudanças globais com eventos hidrológicos 
extremos aumentando a vulnerabilidade da população humana e comprometendo a segurança 
alimentar (chuvas intensas e períodos intensos de seca). 
• Problemas na falta de articulação e falta de ações consistentes na governabilidade de recursos 
hídricos e na sustentabilidade ambiental. 
• Destaca ainda o autor que esse conjunto de problemas apresentadimensões em âmbito local, 
regional, continental e planetário. 
 
Segundo o Relatório Mundial das Nações Unidas sobre Desenvolvimento dos Recursos Hídricos — 
Água para um mundo sustentável, as perspectivas futuras de utilização e demanda de recursos 
hídricos são destacadas a seguir: 
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
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Atividade proposta 
Questão 1 - São subáreas da Hidrologia, EXCETO: 
a) Hidrometeorologia – estudo da água na atmosfera. 
b) Oceanografia – estudo dos oceanos. 
c) Hidrostática – hidromecânica que estuda a pressão e o equilíbrio dos líquidos e dos gases 
que se submetem à ação da gravidade. 
d) Limnologia – estudo de águas interiores (lagos e reservatórios). 
e) Hidrogeologia – estudo das águas subterrâneas. 
 
Questão 2 - Assinale a alternativa que não condiz com os estudos hidrológicos: 
a) Projeções e dimensionamentos de obras hidráulicas. 
b) Aproveitamento de recursos hídricos sem nenhum tipo de avaliação. 
c) Irrigação – escolha dos mananciais e estudos de evaporação e infiltração. 
Hidrologia 
 
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d) Abastecimento urbano – 75% da população do Brasil estão em áreas urbanas. 
e) Avaliação, qualificação e quantificação de recursos hídricos. 
Questão 3 - Os maiores volumes de recursos hídricos renováveis em todo o planeta estão 
concentrados em seis países. Assinale a alternativa que representa esses países: 
a) Brasil, Rússia, USA, Índia, Malásia e Indonésia. 
b) Brasil, Rússia, Espanha, Portugal, China e Indonésia. 
c) Inglaterra, Rússia, USA, Canadá, China e Índia. 
d) Brasil, Itália, Inglaterra, Grécia, China e Indonésia. 
e) Brasil, Rússia, USA, Canadá, China e Indonésia. 
C,B,E 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
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Aula 2 - Ciclo hidrológico 
Introdução 
De vital importância para a manutenção do planeta, podemos considerar que o ciclo da água é o 
movimento que ela faz na natureza. Esse movimento é infinito e circular ou fechado. Ele ocorre 
através do processo de evaporação das águas da superfície (rios, lagos, oceanos etc.) e também 
pela transpiração dos seres vivos. 
É por meio dele que ocorrem a variação climática, criação de condições para o desenvolvimento 
de plantas e animais, e o funcionamento de rios, oceanos e lagos. 
A energia do Sol faz com que um volume de aproximadamente 500.000 Km3 de água se evapore 
especialmente dos oceanos, lagos e rios. Essa água retorna para os continentes e ilhas, ou para os 
oceanos, lagos e rios sob a forma de precipitações: chuva ou neve. Os continentes e ilhas têm um 
saldo positivo nesse processo. Estima-se que eles “retirem” dos oceanos perto de 40.000 Km3 por 
ano. 
Definições 
O ciclo hidrológico é o conceito fundamental da Hidrologia. Pode ser definido como a parte do 
sistema climático relativa às propriedades hídricas dos diversos componentes: atmosfera, 
hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera, quando relacionados pelos processos de evaporação, 
condensação, precipitação, advecção e escoamento. (RODRIGUES, 2008) 
 
O mesmo autor descreve ainda que o termo “ciclo” encerra os conceitos de repetitividade e 
conectividade dos processos envolvidos, e o termo “hidrológico” delimita o campo de intervenção 
ao estudo da água nas mais diversas formas (sólida, líquida ou gasosa), propriedades (físicas, 
químicas e por vezes biológicas) e situações de ocorrência (água superficial e água subterrânea). 
 
Hidrologia 
 
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O ciclo hidrológico é originado e mantido pela radiação solar e modulado pela energia potencial 
gravítica. O processo, segundo o qual a evapotranspiração é seguida pela condensação, 
precipitação e escoamento assegura o abastecimento continuo de água, que assim constitui um 
recurso renovável. 
Os fenómenos naturais que constituem o ciclo hidrológico são: 
• Transferência de água, no estado vapor, da superfície do Globo para a atmosfera, por 
evapotranspiração. 
• Transporte de água (líquida, sólida e gasosa) em resultado das circulações locais e/ou gerais da 
atmosfera. 
• Condensação parcial do vapor de água da atmosfera em pequenas partículas líquidas e sólidas, 
formando as nuvens e os nevoeiros. 
• Transferência de água (líquida, sólida e gasosa) da atmosfera para o planeta por precipitação e 
deposição de hidrometeoros. 
• Escoamento e retenção na superfície ou infiltração no subsolo da água e consequente formação 
de cursos de água e lagos, ou lençóis freáticos. 
 
A figura a seguir exibe uma representação esquemática dos subsistemas do ciclo 
hidrológico: 
 
Hidrologia 
 
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O Princípio de Conservação da Água e o Ciclo Hidrológico 
Conforme Ramos (2005), o planeta Terra pode ser considerado como um sistema global fechado, 
onde a circulação da água se faz de forma contínua e fechada entre: 
 
 
 
É esse sistema que garante a manutenção da quantidade de água no planeta, desde o 
aparecimento do homem. 
O equilíbrio se dá entre a formação de “água nova” (por conta dos vulcões e das fontes termais) e 
a destruição do vapor de água da atmosfera por fotodissociação (devido à radiação solar). 
A massa global da água, qualquer que seja a intensidade e frequência da sua utilização pelo 
homem e pelos outros seres vivos, mantém-se praticamente constante: Princípio de Conservação 
da Água. 
Deste princípio resultam duas características essenciais da água: é um recurso renovável, 
mas não é inesgotável. 
O Ciclo Hidrológico, conceito fundamental da Hidrologia, é uma consequência do Princípio de 
Conservação da Água, mas é constituído por uma cadeia de subsistemas abertos, porque há troca 
de massa e energia entre eles. 
• Os componentes do ciclo hidrológico 
 
Segundo Ramos (2005), a precipitação (P) faz a transferência de água do ramo aéreo para o ramo 
terrestre do ciclo hidrológico, constituindo o input (entrada) da água nos sistemas naturais. É ela 
que alimenta os outros componentes do ciclo hidrológico. Este fato é dado pela equação clássica 
da Hidrologia: 
Hidrologia 
 
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Para longos períodos de tempo, é usual admitir-se que as variações de armazenamento de água 
(Δ A) se anulam pelo que a equação se pode simplificar: 
 
• Evapotranspiração 
É o fenômeno resultante da transpiração das plantas e da evaporação do meio circundante. Ao 
calcular-se a água perdida (output) em uma região revestida por vegetação, é praticamente 
impossível separar a transpiração da evaporação do solo, lagos e rios. Assim, em termos de 
balanço hidrológico, os dois processos devem ser considerados em conjunto, sob a designação de 
evapotranspiração. 
 
Hidrologia 
 
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• Fases do ciclo hidrológico 
As fases do ciclo hidrológico acontecem nos oceanos e nos continentes: 
 
Vejamos , no quadro a seguir, os volumes de água envolvidos no balanço hídrico do planeta a fim 
de compreendermos melhor o que acabamos de estudar: 
 
De uma forma simplificada, poderemos assim calcular o balanço hídrico dos continentes: 
 
No ciclo hidrológico, o volume de entradas e saídas de água de cada um dos subsistemas é muito 
diferente (vide Figura 1). Os fluxos principais, pela quantidade de água que movimentam, dão-se 
entre os oceanos e a atmosfera (78% do total). A evaporação dos oceanos para a atmosfera é o 
fluxo mais importante com cerca de 41% do total das transferências de água entre os diferentes 
subsistemas. 
Hidrologia 
 
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A água assim transferida para a atmosfera, no estado de vapor, é depois transportada por esta, 
para diferentes áreas geográficas, através da sua circulação geral ou de circulações regionais e 
locais. 
A Figura ilustra os fluxos e volumes de água movimentados no planeta:As setas da precipitação, evaporação e escoamento são proporcionais à quantidade de água que 
movimentam. Fonte: (RAMOS, 2005). 
• Intervenção humana no ciclo hidrológico 
O controle do ciclo hidrológico pelo homem compreende, necessariamente, o encarar dos 
seguintes aspectos: 
 
Atividade 
1. Diante do que estudamos até aqui, vamos fazer uma atividade para testarmos o que 
aprendemos? 
Resolva as questões a seguir: 
Assinale qual das alternativas abaixo corresponde a uma das etapas do ciclo hidrológico que 
ocorre exclusivamente em áreas continentais. 
Hidrologia 
 
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A) Percolação 
B) Evaporação 
C) Precipitação 
D) Umidificação 
E) Evapotranspiração 
2. O sol participa do ciclo da água, pois além de aquecer a superfície da Terra dando origem aos 
ventos, provoca a evaporação da água dos rios, lagos e mares. O vapor da água, ao se resfriar, 
condensa-se em minúsculas gotinhas, que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou névoas 
úmidas. As nuvens podem ser levadas pelos ventos de uma região para outra. Com a condensação 
e, em seguida, a chuva, a água volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo, rios, lagos e mares. 
Parte dessa água evapora retornando à atmosfera, outra parte escoa superficialmente ou infiltra-
se no solo, indo alimentar rios e lagos. Esse processo é chamado de ciclo da água. 
Considere, então, as seguintes afirmativas: 
I. a evaporação é maior nos continentes, uma vez que o aquecimento ali é maior do que nos 
oceanos. 
II. a vegetação participa do ciclo hidrológico por meio da transpiração. 
III. o ciclo hidrológico condiciona processos que ocorrem na litosfera, na atmosfera e na biosfera. 
IV. a energia gravitacional movimenta a água dentro do seu ciclo. 
V. o ciclo hidrológico é passível de sofrer interferência humana, podendo apresentar 
desequilíbrios. 
A) somente a afirmativa III está correta. 
B) somente as afirmativas III e IV estão corretas. 
C) somente as afirmativas I, II e V estão corretas. 
D) somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas. 
E) todas as afirmativas estão corretas. 
 
3. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado a seguir, na ordem 
em que aparecem. 
Hidrologia 
 
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A urbanização promove alterações no ciclo hidrológico por reduzir a infiltração no solo. O volume 
de água que deixa de infiltrar permanece na superfície, _____________ o escoamento superficial. 
As vazões máximas ______________. Com a redução da infiltração, ____________ o nível do 
lençol freático. 
A) aumentando – aumentam – diminui 
B) aumentando – aumentam – aumenta 
C) diminuindo – diminuem – diminui 
D) diminuindo – aumentam – diminui 
E) aumentando – diminuem – aumenta 
A,D,A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aula 3 - Bacias Hidrográficas 
Introdução 
Hidrologia 
 
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A caracterização morfométrica de uma bacia hidrográfica é um dos primeiros e mais comuns 
procedimentos executados em análises hidrológicas ou ambientais, e tem como objetivo elucidar 
as várias questões relacionadas com o entendimento da dinâmica ambiental local e regional. 
Diversas definições de bacia hidrográfica foram formuladas ao longo do tempo. Percebe-se, nos 
autores, grande semelhança e consideração desse recorte espacial, baseado na área de 
concentração de determinada rede de drenagem. 
A bacia é um território, microcosmo delimitado pela própria natureza. Seus limites são os cursos 
de água que convergem para um mesmo ponto. A bacia hidrográfica é fundamental para a 
manutenção do recurso precioso e fundamental para nossa vida. 
Conceitos 
De uma forma geral, uma bacia hidrográfica é formada pelas águas superficiais encaminhadas 
para as partes mais baixas de um determinado terreno, ocasionando a formação de riachos e rios, 
sendo que, nas partes mais elevadas, brotam as nascentes de água que descem e juntam-se a 
outros pequenos rios, aumentando o volume e formando os primeiros rios, esses rios 
intermediários continuam fluindo e recebem água de outros tributários, formando rios maiores 
até desembocarem no oceano. 
A figura a seguir ilustra uma bacia hidrográfica: 
 
Segundo Tucci (2006), para cada seção de um rio existirá uma bacia hidrográfica. Considerando 
esta seção, a bacia é toda a área que contribui por gravidade para os rios até chegar à seção que 
define a bacia. 
Lima e Zakia (2000), acrescentam ao conceito geomorfológico da bacia hidrográfica, uma 
abordagem sistêmica. Para esses autores, as bacias hidrográficas são sistemas abertos, que 
recebem energia por meio de agentes climáticos e perdem energia através do deflúvio, podendo 
ser descritas em termos de variáveis interdependentes, que oscilam em torno de um padrão, e, 
desta forma, mesmo quando perturbadas por ações antrópicas, encontram-se em equilíbrio 
dinâmico. 
Barrella (2001) define bacia hidrográfica como um conjunto de terras drenado por um rio e seus 
afluentes, formado nas regiões mais altas do relevo por divisores de água, onde as águas das 
chuvas escoam superficialmente criando os riachos e rios ou infiltram no solo para formação de 
nascentes e do lençol freático. 
Hidrologia 
 
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• Pequenas Bacias 
Baseado em conceitos de Rodrigues et all (2006), o termo pequenas bacias é controverso. Não 
está somente associado ao tamanho (área) das mesmas, mas ao objetivo dos estudos que serão 
desenvolvidos. 
O autor descreve que algumas propriedades são importantes para se definir uma bacia 
hidrográfica como pequena, são elas: 
• uniformidade da distribuição da precipitação em toda a área da bacia; 
• uniformidade da distribuição da precipitação no tempo; 
• o tempo de duração da chuva geralmente excede o tempo de concentração da bacia; 
• a geração de escoamento e produção de sedimentos ocorre, em grande parte, nas vertentes da 
bacia e, o armazenamento e o fluxo concentrados nos cursos de água não são significativos. 
 
• Bacias Representativas 
O principal objetivo de bacias representativas instrumentadas é produzir informações hidrológicas 
e meteorológicas para toda uma região homogênea a que pertencem. Além de longos períodos 
de análise são feitos estudos climáticos, hidrogeológicos e pedológicos. 
Enfim, bacias representativas instrumentadas têm como objetivos científicos: 
• avaliação detalhada dos processos físicos, químicos e biológicos do ciclo hidrológico, 
necessitando-se de longas séries históricas e mínima alteração do meio; 
• calibração de modelos hidrológicos para simulação do comportamento da bacia, associado ao 
escoamento superficial, água no solo e evapotranspiração da região homogênea, que a bacia 
representa; 
• simular os efeitos de mudanças naturais de aspectos fisiográficos no ciclo hidrológico. 
 
• Bacias Experimentais 
São bacias hidrográficas que visam, basicamente, a estudos científicos dos componentes do ciclo 
hidrológico e eventuais influências nos componentes deste. 
Os principais objetivos das bacias experimentais são: 
• avaliar a influência de manejos como desmatamento e influência de diferentes usos do solo na 
produção de erosão e no ciclo hidrológico; 
• testar, validar e calibrar modelos de previsão hidrológica; 
• treinamento de técnicos e estudantes com os aparelhos de medição hidrológica (medidores de 
vazão, linígrafos, molinetes etc.) e climática; 
• como em bacias representativas, estudos detalhados de processos físicos, químicos e biológicos 
do regime hídrico das bacias. 
Normalmente, busca-se um estudo comparativo dos efeitos de manejos, portanto, é necessário 
que haja mais de uma bacia monitorada. 
Hidrologia 
 
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Exemplo 
 
No que diz respeitoàs Bacias Elementares, vejamos um exemplo: 
Na avaliação dos efeitos de diferentes práticas agrícolas pode se trabalhar com períodos curtos de 
análise; já na avaliação dos efeitos de desmatamento ou função hidrológica de diferentes 
coberturas vegetais, há necessidade de uma série maior de dados para se chegar a resultados 
conclusivos. 
A Figura a seguir pretende ilustrar as representatividades em diferentes coberturas vegetais em 
bacias: 
 
 
 
 
 
Características fisiográficas das bacias hidrográficas 
As características fisiográficas das bacias hidrográficas são destacadas a seguir: 
Hidrologia 
 
 21 
 
Classificação dos Cursos de Água 
Diversos autores definem as condições de escoamento dos cursos de água, que podem ser 
classificados em: 
 
• Cobertura vegetal e classe de solos (Geologia) 
Cobertura vegetal : Exerce uma influência no que se refere tocante às características de 
interceptação, evapotranspiração e de retenção da precipitação. 
• Classe de solos (Geologia) 
Os tipos de solo, além do aspecto evaporativo, interferem decisivamente nos processos de 
infiltração de água e por consequência direta, nas características do escoamento superficial e 
transporte de sedimentos. 
Hidrologia 
 
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Conforme Bordas (2001), o levantamento pedológico é uma das primeiras etapas do estudo 
fisiográfico e geomorfológico de uma bacia hidrográfica, sendo base para estudos hidrológicos. 
Os conhecimentos das classes dos solos permitem estabelecer como os manejos deverão ser 
implantados visando ao uso adequado de cada solo, ou seja, à aplicação do manejo 
conservacionista, que objetiva adequar o uso do solo dentro de sua capacidade física e química e 
sugerir as melhores formas de correção de deficiências. Em suma, diversas culturas e erosão do 
solo. 
A hidrogeologia é de suma importância para experimentos que visam ao estudo de variabilidade 
espacial e temporal de alguns atributos do solo e estabelecer uma base de informações que será 
útil para justificar eventuais comportamentos hidrológicos na bacia hidrográfica. 
Como exemplo, podemos destacar o Rio São Francisco. Segundo a CHESF, “Velho Chico” é um rio 
perene, e a bacia do rio possui, aproximadamente, 168 afluentes, sendo que 99 desses são 
perenes e 69 são rios intermitentes. 
Vejamos: 
 
Hidrologia 
 
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Segundo dados da Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF), 
a Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco abrange 639.219 km² de área 
de drenagem (7,5% do país) e vazão média de 2.850 m³/s (2% do total do país). 
O Rio São Francisco tem 2.700 km de extensão e nasce na Serra da Canastra, 
em Minas Gerais, escoando no sentido Sul-Norte pela Bahia e Pernambuco, 
quando altera seu curso para esse, chegando ao Oceano Atlântico 
através da divisa entre Alagoas e Sergipe. 
A bacia possui sete unidades da federação: 
• Bahia (48,2%); 
• Minas Gerais (36,8%); 
• Pernambuco (10,9%); 
• Alagoas (2,2%); 
• Sergipe (1,2%); 
• Goiás (0,5%); 
• Distrito Federal (0,2%); 
• e 507 municípios (cerca de 9% do total de municípios do país). 
As principais características hidroclimáticas da Região Hidrográfica do São Francisco estão 
sumarizadas no Quadro para cada uma de suas regiões fisiográficas. Vejamos: 
 
Hidrologia 
 
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As principais características físicas da Região Hidrográfica São Francisco, para cada uma das suas 
regiões fisiográficas (Sub 1), estão sumarizadas no Quadro a seguir: 
 
 
 
 
 
No Quadro a seguir, como exemplo de caracterização de bacias hidrográficas, são apresentadas as 
disponibilidades de água da Região Hidrográfica do São Francisco comparadas com as do país: 
Hidrologia 
 
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A Figura a seguir nos mostra a distribuição da vegetação na Bacia Hidrográfica do São Francisco: 
 
Hidrologia 
 
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Atividade proposta 
Uma bacia hidrográfica representa toda a área em que há uma mesma drenagem de água, 
envolvendo sempre um rio principal e os seus afluentes e subafluentes, que, juntos, formam uma 
rede hidrográfica. A consideração principal para distinguir ou “separar” uma bacia hidrográfica da 
outra é: 
a) a extensão do rio principal. 
b) o limite entre os divisores de água. 
c) a hierarquia que compõe a rede hídrica. 
d) a quantidade de chuvas e suas direções. 
e) as oscilações nas formas de relevo. 
As diferentes bacias hidrográficas possuem diferentes utilidades e importâncias para a sociedade. 
Em regra geral, as bacias planálticas, com relevos mais íngremes e acidentados, possuem um 
potencial hidrelétrico superior às bacias de planícies. 
Com base no exposto, podemos afirmar: 
I. A Bacia Amazônica possui um baixo potencial hidrelétrico em seu leito principal. 
II. Bacias hidrográficas com baixo potencial hidrelétrico tendem a apresentar uma maior 
navegabilidade. 
III. A maior parte dos rios brasileiros, portanto, é de elevado potencial para a geração de 
eletricidade. 
IV. A Bacia do São Francisco, em função de suas características, não pode ser utilizada para a 
construção de barragens. 
Sobre as alternativas acima, é correto dizer que: 
a) Apenas as afirmativas I e III estão corretas. 
b) Apenas a afirmativa I e IV estão corretas. 
c) Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas. 
d) Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas. 
e) Todas as afirmativas estão corretas. 
 
Hidrologia 
 
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São elementos estruturais presentes nas bacias hidrográficas e responsáveis pela captação e 
drenagem das águas superficiais para o subsolo, processo durante o qual os recursos hídricos 
passam por filtragem, acrescendo também sais minerais à água. Transformam-se, portanto, em 
grandes reservatórios subterrâneos com grandes volumes de água potável, que, no entanto, não 
estão livres de contaminação. 
A descrição acima é referente: 
a) às cavernas subterrâneas. 
b) aos rios endorreicos. 
c) às reservas hídricas do solo. 
d) aos sistemas de aquíferos. 
e) à rede de drenagem superficial 
 
B,C,D 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
 28 
Aula 4 - Caracterização flúvio-morfológica de Bacias Hidrográficas 
Introdução 
Umas das maneiras de se avaliar as modificações causadas pelo uso antrópico é utilizar a bacia 
hidrográfica como forma de planejamento, pois essa unidade permite que se consiga 
compreender de uma melhor maneira as alterações sofridas sobre a paisagem de uma área e 
assim avaliar os diferentes graus de antropização (TUCCI e MENDES, 2006). 
As características fluvio-morfológicas estudadas numa bacia hidrográfica podem gerar dados 
importantes para as diversas análises. Podemos utilizar mecanismos para que se possa qualificar, 
quantificar e avaliar as alterações das formas das bacias, onde podemos destacar a densidade de 
drenagem, fator de forma, coeficiente de compacidade, índice de compacidade e outras. 
Dando continuidade ao tema bacias hidrográficas 
Quando utilizamos as análises fluvio-morfométricas, estamos procurando caracterizar o ambiente 
dessa bacia. Estas quantificações e análises abrangem parâmetros que irão permitir uma melhor 
caracterização desta e a possibilidade de observação de alguns eventos normais ou atípicos, e a 
incompatibilidade com atividades humanas e/ou uso e ocupação do solo. Como exemplo de 
utilização desses parâmetros, temos a avaliação e quantificação da possibilidade concreta da 
ocorrência de eventos ligados a processos erosivos e de inundações. 
 
Hidrologia 
 
 29 
 
 
Hidrologia 
 
 30 
 
 
Hidrologia 
 
 31 
 
C
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
 32 
OEFICIENTEDE COMPACIDADE (KC) 
Características do relevo de uma bacia 
As características do relevo de uma bacia são dadas a partir dos seguintes elementos: a curva 
hipsométrica, a declividade do álveo e o tempo de concentração. Vejamos: 
• Curva hipsométrica 
É a representação gráfica do relevo médio da bacia. Representa o estudo da variação da elevação 
dos vários terrenos da bacia com referência ao nível do mar. 
Gráfico cota x área percentual da bacia situada acima da cota de referência. As áreas são obtidas a 
partir das curvas de nível na bacia. 
 
• Elevação média da bacia: 
 
Hidrologia 
 
 33 
• Perfil longitudinal de um curso d'água 
Gráfico de elevações x distância até um ponto considerado. 
 
Retângulo com área igual à da bacia, com lados l e L: 
 
No retângulo equivalente são representadas as áreas entre as curvas de nível: 
 
 
 
• Tempo de concentração 
Considera-se como o tempo necessário para que toda a água precipitada, na bacia hidrográfica, 
passe a contribuir na seção considerada. O cálculo do tempo de concentração pode ser realizado 
por meio da Fórmula de Kirpich: 
Hidrologia 
 
 34 
 
• Exemplo de Aplicação: Estudos realizados por Nery et al.,(2014), ilustram que a altitude da 
região demonstrou que a área de estudo apresenta-se com valores elevados, variando entre 742 
m é 1.025 m, como veremos na figura a seguir, podendo tonar o terreno mais vulneral por 
erosões. 
 
Os mesmos autores caracterízaram morfométricamente a sub-bacia do rio Ribeirão Santana, Rio 
Pardo de Minas, MG. 
 
Os autores concluem em relação a algumas características: A análise dos dados e a interpretação 
dos resultados do índice de circularidade, coeficiente de compacidade e fator de forma da sub-
bacia do Ribeirão Santana mostraram que a mesma possui uma forma alongada tendendo a 
menor ameaça de cheias em condições normais de precipitação. 
Hidrologia 
 
 35 
A sub-bacia hidrográfica do rio do Ribeirão Santana é de terceira ordem do tipo dendrítico, 
apontando que o sistema de drenagem da bacia possui um sistema com baixo grau de 
ramificação. 
Atividade proposta 
Em termos quantitativos, as características morfológicas são dadas por: 
a) a área de drenagem; o fator de Forma; e o sistema de drenagem. 
b) tempo de precipitação; o fator de Forma; e o sistema de abastecimento; 
c) a área total; o tempo de precipitação ; e o sistema de drenagem. 
d) só a área de drenagem e o fator de Forma; 
e) só o sistema de drenagem. 
As características do relevo de uma bacia são dadas a partir dos seguintes elementos: 
a) pelo tempo de concentração. 
b) Pela a curva hipsométrica, pela declividade do álveo e pelo tempo de concentração. 
c) só pela curva hipsométrica. 
d) pela declividade do álveo e pelo tempo de precipitação. 
e) pela curva hipsométrica e pela infiltração. 
A rede hidrográfica brasileira apresenta, dentre outras, as seguintes características: 
a) grande potencial hidráulico, predomínio de rios perenes, e predomínio de foz do tipo 
delta. 
b) drenagem exorreica, predomínio de rios de planalto, e predomínio de foz do tipo estuário. 
c) predomínio de rios temporários, drenagem endorreica e grande potencial hidráulico. 
d) regime de alimentação pluvial, baixo potencial hidráulico, e predomínio de rios de planície. 
e) drenagem endorreica, predomínio de rios perenes e regime de alimentação pluvial. 
A,B,B 
 Aula 5 - Precipitação 
Hidrologia 
 
 36 
Introdução 
De vital importância para a manutenção do planeta, podemos considerar que o ciclo da água é o 
movimento que ela faz na natureza. Esse movimento é infinito e circular ou fechado. Ele ocorre 
através do processo de evaporação das águas da superfície (rios, lagos, oceanos etc.) e também 
pela transpiração dos seres vivos. 
É por meio dele que ocorrem a variação climática, criação de condições para o desenvolvimento 
de plantas e animais, e o funcionamento de rios, oceanos e lagos. 
A energia do Sol faz com que um volume de aproximadamente 500.000 Km3 de água se evapore 
especialmente dos oceanos, lagos e rios. Essa água retorna para os continentes e ilhas, ou para os 
oceanos, lagos e rios sob a forma de precipitações: chuva ou neve. Os continentes e ilhas têm um 
saldo positivo nesse processo. Estima-se que eles “retirem” dos oceanos perto de 40.000 Km3 por 
ano. 
Precipitação 
Conceito e formas de precipitação 
Por precipitação, entende-se como sendo todas as formas de umidade transferida da atmosfera 
para superfície terrestre. 
Conforme Sousa & Sousa (2010), a previsão de vazão em um sistema hídrico é uma das técnicas 
utilizadas para minimizar o impacto das incertezas do clima sobre o gerenciamento dos recursos 
hídricos podendo-se considerá-la um dos principais desafios relacionados ao conhecimento 
integrado da climatologia e hidrologia. 
As formas de precipitação serão descritas a seguir: 
• Saraiva: É a precipitação sob a forma de pequenas pedras de gelo arredondadas com diâmetro 
em torno de 5 mm. 
• Granizo: É a precipitação sob a forma de pedras de gelo, podendo ser de forma arredondada ou 
irregular, porém com diâmetro superior a 5 mm. 
• Neve: É a precipitação sob a forma de cristais de gelo que durante a queda coalescem formando 
blocos de dimensões e formas variadas. 
• Orvalho: É a condensação do vapor d’água do ar sobre objetos expostos ao ambiente durante a 
noite, devido à redução da temperatura do ar até o ponto de orvalho. 
• Geada: É a formação de cristais de gelo a partir do vapor de água, de maneira semelhante ao 
orvalho, porém à temperatura inferior a 0º C. 
• Chuvisco, neblina e garoa: São formas de precipitação da água na fase líquida muito fina e de 
baixa intensidade. 
• Chuva: É a ocorrência da precipitação na forma líquida com intensidades superiores à anterior. 
 
Formação da chuva e tipos de precipitação 
Hidrologia 
 
 37 
 
Segundo FRAGOSO e NEVES (2015), a fase atmosférica da precipitação, desde a formação até 
atingir o solo, é a de mais interesse para nossos estudos. Quando a água atinge o solo, torna-se o 
elemento básico da hidrologia. 
A umidade é o elemento primordial para a formação da chuva, mas outros requisitos são 
necessários, como resfriamento do ar e a presença de núcleos higroscópicos ou partículas 
nucleares. 
Vários autores relatam o processo de formação das chuvas, para entendermos o fenómeno da 
chuva, descrevemos a seguir de uma forma geral o respectivo processo: 
 
Nuvens Quentes (nuvens com temperatura acima do ponto de congelamento da água 
(0° C)) 
• Quando o ar úmido da baixa atmosfera aquece, este torna-se mais leve e sofre uma ascensão. A 
partir dessa ascensão, o ar aumenta de volume e esfria na razão de 1ºC por 100 m, até atingir a 
condição de saturação (nível de condensação). 
• A partir desta etapa e em condições favoráveis, acontecem inicialmente à existência de núcleos 
higroscópicos, onde o vapor de água condensa formando minúsculas gotas em torno destes 
núcleos. As gotas mantêm-se em suspensão até que atinjam tamanho suficiente para a queda. 
 
O mecanismo de crescimento das gotas podem ser por coalescência ou por difusão de vapor. 
 
• COALESCÊNCIA 
 
 
Pequenas gotas das nuvens aumentam seu tamanho devido ao contato com outras gotas através 
da colisão devido ao seu movimento, à turbulência do ar e a forças eléctricas. 
Quando as gotas atingem tamanho suficiente para vencer a resistência do ar, elas caem em 
direção ao solo, arrastando também as gotas menores e, com isso, aumentando seu tamanho. 
Hidrologia 
 
 38 
 
• DIFUSÃO DE VAPOR 
O processo de difusão de vapor é aquele no qual o ar, após atingido o nível de condensação,continua evoluindo, provocando difusão do vapor super saturado e sua consequente 
condensação em torno de gotículas que aumentam de tamanho. 
A chuva leve tem um diâmetro médio de gota de 0,45 mm e a velocidade de queda de 2,0m/s. A 
chuva forte (15 a 20 mm/h) apresenta um diâmetro médio de 3,0 mm por gota e uma de de 8,0 
m/s. 
Nuvens Frias (˂ 0º) 
O Processo de Bergeron aplica-se a nuvens frias, que estão em temperaturas abaixo de 0° C. 
 
Hidrologia 
 
 39 
Precipitação 
 
Em função da forma como a parcela de ar se eleva e atinge a saturação existem três tipos de 
chuva: 
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
 40 
 
A precipitação (P) é medida pela altura da água caída e acumulada sobre preferencialmente uma 
superfície plana e impermeável. Geralmente, ela é medida em pontos previamente escolhidos 
utilizando-se aparelhos denominados pluviómetros ou pluviógrafos com leituras realizadas a cada 
24 horas. 
Vejamos as medidas de precipitação: 
 
Hidrologia 
 
 41 
 
Precipitação Média sobre uma Bacia 
Quando desejamos conhecer um valor médio de precipitação numa determinada bacia 
hidrográfica dentro da qual, e nas vizinhanças, existem postos pluviométricos, existem processos 
para obtenção do valor médio que serão discriminados a seguir, segundo descrevem FRAGOSO e 
NEVES (2015): 
• Média aritmética simples 
Admite-se para toda a área considerada a média aritmética das alturas pluviométricas medidas 
nas diferentes estações nela compreendidas ou nas vizinhanças. 
A variação das precipitações entre as estações tem que ser pequena. Admite-se que: 
P máx – P min / P < ou = a 0,5 ou 0,25 
Este método não é muito utilizado. 
• Média ponderada com base nas variações de características físicas da bacia 
Este método é empregado em áreas restritas muito acidentadas e utilizando-se curvas de nível 
para delimitar zonas parciais. Tem de haver uma indicação segura de que a distribuição de chuvas 
é influenciada por fatores físicos. 
• Método das isoietas 
É um método mais racional uma vez que leva em conta o relevo indicado pelas isoietas. 
O cálculo é feito determinando-se a superfície compreendida entre duas curvas sucessivas e 
admitindo-se para cada área parcial obtida a altura pluviométrica medida das duas isoietas que a 
delimitam. 
 
• Método de Thiessen 
Considera-se que as precipitações da área, determinada por um traçado gráfico, sejam 
representadas, pela estação nela compreendida. 
 
Hidrologia 
 
 42 
Exemplo de aplicação de volume de água produzido numa bacia 
 
Qual o volume de água produzido na bacia? 
26,4 litro--------------------1 m² 
X--------10.000.000 m² 
Volume total = 264.000.000 litros 
Total=26,4 mm, Duração= 9h20min 
Atividade proposta 
Sobre precipitação, é correto afirmar, EXCETO: 
a) Chuvas convectivas são caracterizadas por serem de alta intensidade e curta duração. 
b) Chuvas ciclônicas são caracterizadas por apresentarem baixa intensidade e longa duração. 
c) Chuvas ciclônicas são oriundas do deslocamento de massas de ar quente (frente quente) 
ou frias (frente fria). 
d) Chuvas orográficas ocorrem em virtude da presença de obstáculos (montanhas, por 
exemplo), do descolamento de massa de ar úmido e ocorrem, em sua maioria, no interior do 
continente. 
e) Chuvas ciclônicas predominam nas regiões temperadas e subtropicais, principalmente no 
inverno. 
 
Qual alternativa NÃO representa formas de precipitação: 
Hidrologia 
 
 43 
a) Chuva, orvalho, saraiva. 
b) Chuva, granizo, orvalho. 
c) Chuva, neve, orvalho. 
d) Chuva, neve, evapotranspiração. 
e) Granizo, neve, geada. 
Equações de chuva intensa são utilizadas para cálculo da intensidade pluviométrica, e elaboradas 
a partir da leitura dos dados de pluviógrafos. Em relação às equações de chuva intensa, pode-se 
afirmar que: 
a) A intensidade pluviométrica é diretamente proporcional ao tempo de recorrência ou 
retorno, e inversamente proporcional ao tempo de duração da chuva. 
b) São variáveis independentes na equação: tempo de duração da chuva e altura 
pluviométrica. 
c) A intensidade pluviométrica depende exclusivamente da frequência de precipitação, que é 
o inverso do tempo de recorrência. 
d) O tempo de recorrência é inversamente proporcional à intensidade pluviométrica e 
diretamente proporcional ao tempo de duração da chuva. 
e)A intensidade pluviométrica depende exclusivamente do tempo de duração da chuva. 
 
B,D,A 
 
 
 
 
 
 
 
Aula 6 - Evaporação, traspiração e evapotranspiração 
Hidrologia 
 
 44 
Introdução 
Cerca de 70% da quantidade de água das chuvas, sobre a superfície terrestre, retorna à atmosfera 
pelos efeitos da perda de água do solo por evaporação e perda de água da planta por 
transpiração. A evapotranspiração nada mais é que a soma destes dois fenômenos, fundamentais 
ao ciclo da água em todo o planeta. 
A evaporação é responsável pelo movimento da água para o ar a partir de fontes como o solo, 
dossel florestal e corpos d'água, como lagos, córregos, rios e mares, enquanto que a transpiração 
representa o movimento da água dentro de uma planta, e a sua consequente perda para a 
atmosfera. 
Evaporação 
Processo pelo qual se transfere água do solo e das massas líquidas para a atmosfera. No caso da 
água no planeta Terra, ela ocorre nos oceanos, lagos, rios e solo. 
É o processo pelo qual as moléculas de água, na superfície líquida ou na umidade do solo, 
adquirem energia suficiente (através da radiação solar e outros fatores climáticos) e passam do 
estado líquido para o de vapor. 
Ocorre quando o estado da água é transformado de líquido para gasoso devido à energia solar. As 
moléculas da água líquida rompem a barreira da superfície (liberando energia), sendo necessário 
que o ar não esteja saturado. 
 
 
 
 
A figura a seguir demonstra, de forma geral, o processo de evaporação: 
Hidrologia 
 
 45 
 
Importância da Evaporação 
Vejamos: 
• IMPORTÂNCIA DA EVAPORAÇÃO 
• Cálculos de perdas de água em reservatórios e cálculos de necessidades de irrigação; 
• Cálculo do balanço hídrico: Q = P – E; 
• Operação de reservatórios: Vol, Área = f(cota). 
 
• EVAPORAÇÃO POTENCIAL 
Máxima quantidade de água que pode evaporar de uma superfície com disponibilidade de água 
para a realização do processo. 
Ex.: a evaporação da água da superfície de rios, lagos e oceanos. 
• EVAPORAÇÃO REAL 
Ocorre a uma taxa inferior à taxa potencial devido à deficiência de água para o processo. 
Ex.: a evaporação água do solo em uma bacia hidrográfica. 
• FATORES QUE INFLUENCIAM A EVAPORAÇÃO 
Hidrologia 
 
 46 
São eles: 
• Temperatura; 
• Pressão Atmosférica; 
• Pressão de Vapor; 
• Umidade Relativa; 
• Vento; 
• Natureza da Superfície; 
• Radiação Solar. 
• CONTROLE DA EVAPORAÇÃO 
• Redução de áreas líquidas expostas (plantas aquáticas que reduzem a evaporação); 
• Cortina de vento em pequenas áreas (cobertura vegetal); 
• Pequenas áreas expostas de lagos e açudes favorecidas por fatores geográficos naturais 
(gargantas, cânion). 
• MEDIÇÃO DA EVAPORAÇÃO 
A medição da taxa de evaporação de uma superfície líquida pode ser realizada através de 
aparelhos chamados evaporímetros, instrumentos que possibilitam uma medida direta do poder 
evaporativo da atmosfera, estando sujeitos aos efeitos da radiação, temperatura, vento e 
umidade. 
Evapotranspiração 
É o processo conjunto da evaporação do solo mais a transpiração das plantas. 
Processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera através da evaporação (E) e da 
transpiração (T). 
 
A Evapotranspiração pode ser divididaem: 
Hidrologia 
 
 47 
• Evapotranspiração potencial 
Perda de água observada por evaporação e transpiração de uma superfície natural tal que esteja 
totalmente coberta e o teor de umidade supere a capacidade de campo. 
• Evapotranspiração real 
Perda de água observada por evaporação e transpiração nas condições reinantes (atmosféricas e 
de umidade do solo). 
Compreende: 
• Evaporação dos corpos de água; 
• Evaporação da água do solo; 
• Evaporação da água interceptada das plantas; 
• Transpiração das plantas. 
Depende da: 
• Disponibilidade de água → se não existir água para o processo se desenvolver, não haverá uma 
evaporação e nem transpiração; 
• Presença da vegetação → se não existir vegetação não ocorrerá a transpiração; 
• Radiação solar e ação dos ventos → definem o poder de evaporação da atmosfera que é 
condicionada a absorver vapor dependendo da pressão reinante. 
 
 
• Medição da Evapotranspiração 
Para a obtenção da taxa de evapotranspiração são utilizados três tipos de medição: 
• Mediação por Lisímetro; 
• Medidas de umidade do solo; 
• Mediação por Tanque Classe A. 
 
Transpiração 
É o processo de evaporação que ocorre através da superfície das plantas. A taxa de transpiração é 
função dos estômatos, da profundidade radicular e do tipo de vegetação. 
É o resultado da extração de água contida no solo pelas raízes das plantas e liberação para a 
atmosfera pelos poros. 
É a água que evapora das plantas quando se dá o processo de fotossíntese, e depende da espécie 
de cada planta, do seu estágio de crescimento, do meio ambiente e dos fatores climáticos 
(ventos, temperatura, umidade relativa do ar, insolação etc.). 
Hidrologia 
 
 48 
É a evaporação devida à ação fisiológica dos vegetais, isto é, as plantas, através de suas raízes, 
retiram do solo a água para suas atividades vitais, e parte dessa água é cedida à atmosfera, sob a 
forma de vapor, na superfície das folhas. 
 
Atividade proposta 
Questão 1: A água pode ser encontrada na natureza nos estados sólido, líquido ou gasoso. 
Conforme as condições, ela pode passar de um estado para outro através de processos que 
recebem nomes específicos. Um desses casos é quando ela muda do estado gasoso para o líquido. 
Assinale a alternativa que apresenta o nome correto dessa transformação. 
a) Sublimação 
b) Vaporização 
c) Solidificação 
d) Condensação 
e) Fusão 
Qual das alternativas abaixo representa a relação entre a etapa Evaporação, ilustrada no “Ciclo da 
Água”, e estes versos da letra da música “Planeta Água”, de Guilherme Arantes? 
I – “Água que nasce na fonte serena do mundo e que abre um profundo grotão.” 
II – “Águas que caem das pedras, no véu das cascatas, ronco de trovão e depois dormem 
tranquilas no leito dos lagos.” 
III – “Água que o sol evapora, pro céu vai embora, virar nuvem de algodão.” 
IV – “Gotas de água da chuva, alegre arco-íris sobre a plantação.” 
V – “Águas que movem moinhos são as mesmas águas que encharcam o chão e sempre voltam 
humildes pro fundo da terra.” 
a) I, II e V 
b) II e IV 
c) I, III e IV 
d) III 
e) II 
 
Hidrologia 
 
 49 
Assinale falso (F) ou verdadeiro (V) em cada afirmativa. 
( ) A água pode evaporar a uma temperatura menor do que 100°C. 
( ) A sensação de frio ocasionada pela evaporação da água sobre a pele deve-se à absorção de 
energia da pele pelo líquido. 
( ) A velocidade de evaporação da água não depende da pressão externa. 
A sequência correta é: 
a) V – V – F 
b) F – F – V 
c) F – F – F 
d) V – F – F 
e) V – V – V 
 
E,C,A 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidrologia 
 
 50 
Aula 7 – Infiltração 
Introdução 
Após a precipitação, parte do volume precipitado é interceptada pela vegetação, outra parte 
evapora, parte infiltra, parte é absorvida pela vegetação e eliminada pela transpiração e ainda 
uma parte fica retida em depressões do solo. 
Infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água atravessa a superfície do solo. É um 
processo de grande importância prática, pois afeta diretamente o escoamento superficial, que é o 
componente do ciclo hidrológico responsável pelos processos de erosão e inundações. 
A capacidade de infiltração é o potencial que o solo tem de absorver água pela sua superfície. A 
medida da capacidade de infiltração é feita em termos de uma altura de lâmina d’água, por 
unidade de tempo: representa, fisicamente, o volume de água que o solo pode absorver, por 
unidade de área, na unidade de tempo. A capacidade de infiltração tem dimensão de 
comprimento por tempo e é medida, em geral, em mm/h ou mm/dia. 
Interceptação 
Podemos definir a interceptação como a retenção de parte da precipitação acima da superfície do 
solo. Em função da vegetação ou outra forma de obstrução ao escoamento, como depressões do 
solo e retorna para a atmosfera por evapotranspiracão. 
Para um longo período de tempo podemos apresentar uma equação, onde para a mesma 
precipitação a vazão altera conforme a evapotranspiração. 
Podemos observar que a vegetação aumenta a evapotranspiração (ET) devido à interceptação e 
quando é retirada, a vazão aumenta. 
Q (vazão) = P (precipitação) – ET (evapotranspiração) 
A interceptação depende, de um modo geral, da intensidade da chuva, onde quanto maior sua 
intensidade, menor será interceptação 
Processo de interceptação 
Conforme DA PAZ (2004), o processo de interceptação pela cobertura vegetal é ilustrado na 
sequência da Figura apresentada a seguir: 
 
Hidrologia 
 
 51 
• Figura a: O mesmo autor descreve que considerando a não ocorrência de precipitação por certo 
período de tempo, ou seja, sem precipitação anterior, a cobertura vegetal se apresenta “seca”, 
isto é, sem volume de água acumulado na superfície das folhas. Ao iniciar uma precipitação 
[Figura (a)], parte atravessa a folhagem, passando pelos os espaços entre as folhas, e parte é 
interceptada por elas. 
• Figura b: À medida que a precipitação continua, as folhas passam a acumular um volume de água 
na sua superfície [Figura (b)], o que vai variar de acordo com o tamanho, forma, estrutura etc. de 
cada folha. 
• Figura c: Esse volume acumulado, na vegetação, passa a sofrer ação da radiação solar e parte 
evapora. Chega-se a um ponto em que o volume de água armazenado, nas folhas, é tanto que 
passa a escoar pelos galhos e troncos ou “precipitando” novamente pelas suas bordas [Figura (c)]. 
No processo verificado anteriormente, podemos considerar que a maior parte da interceptação 
ocorre no início da precipitação e vai diminuindo ao longo do tempo, tendendo a zero. Isto é 
possível de visualizar em um gráfico típico do volume interceptado pela vegetação, no decorrer 
do tempo, em termos percentuais do total precipitado representado na Figura. 
Para ilustração utilizamos o gráfico desenvolvido por DA PAZ (2004). 
 
Fatores determinantes no processo de interceptação 
Dentre os fatores que determinam o processo de interceptação podemos citar: 
• Precipitação: Podemos considerar e perceber que intensidade, duração e volume da 
precipitação vão influenciar no processo de interceptação. Grande parte da interceptação ocorre 
na fase inicial da precipitação. Chuvas com duração prolongada resultam menores taxas de 
interceptação. 
 
• Clima: O vento, a umidade e a temperatura do ar vão influir na taxa de evaporação da água 
interceptada pela vegetação; ao evaporar mais, “libera-se” a capacidade de armazenamento da 
vegetação, que pode então acumular mais água. 
• Vegetação: Considera-se densidade de folhas (número de folhas por unidade de área) aquilo que 
representa a área de cobertura vegetale, portanto, a área de interceptação; o tamanho e a forma 
Hidrologia 
 
 52 
das folhas vão influir na capacidade da vegetação em armazenar água; também interfere a 
disposição dos troncos, facilitando ou não o escoamento por eles. 
 
• Época do ano: O regime de chuvas, o clima e a própria vegetação (devido aos ciclos de 
crescimento, reprodução e troca de folhagem) variam ao longo do ano, o que podemos concluir 
que a interceptação é um processo que também varia durante o ano. 
 
Balanço hídrico da interceptação 
A equação da continuidade ou o balanço hídrico da interceptação pode ser escrito 
simplificadamente da seguinte forma (Figura) (DA PAZ, 2004): 
 
 
Vejamos: 
 
 
Estimativa da interceptação 
Para a estimativa da interceptação, existem fórmulas conceituais que relacionam o volume 
interceptado durante uma precipitação com a capacidade de interceptação da vegetação e a taxa 
de evaporação, procurando descrever o processo em si, ou seja, embutindo um significado físico. 
Hidrologia 
 
 53 
Um exemplo é a equação de Horton (modificada por Meriam), apresentada a seguir: 
 
Onde: 
Pi = precipitação interceptada (mm); 
Sv = capacidade de interceptação da vegetação (mm) 
P = precipitação total (mm); 
Av = área coberta pela vegetação; 
A = área total; 
E = taxa de evaporação (mm/h); 
d = duração da chuva (h). 
Equações empíricas utilizadas foram desenvolvidas com base no ajuste de equações, 
relacionando as variáveis a uma série de dados monitorados, para a estimativa da 
interceptação. Um exemplo é a equação da forma: 
 
Neste caso, os coeficientes a, b e n são determinados localmente. 
 
Impactos antrópicos que afetam a interceptação 
O Quadro a seguir pretende demonstrar os impactos antrópicos que afetam diretamente o 
processo de interceptação: 
 
Hidrologia 
 
 54 
Infiltração 
A infiltração é um processo de grande importância prática, pois afeta diretamente o 
escoamento superficial, que é o componente do ciclo hidrológico responsável pelos processos 
de erosão e inundações. 
É importante para o crescimento e a manutenção da vegetação, fundamental ao 
abastecimento dos aquíferos mantendo a vazão dos rios durante as estiagens, além de ajudar 
a reduzir o escoamento superficial, as cheias e a erosão. 
Em todas as etapas de seus processos, apresenta dificuldades de quantificar, no tocante ao 
processo físico não muito complicado, mas fortemente dependente da variabilidade espacial 
das propriedades do solo. 
 
O processo de infiltração define a entrada de água no solo. 
 
Hidrologia 
 
 55 
Já o movimento da água dentro do perfil é comumente referido como percolação. Vejamos: 
 
A infiltração da água, no solo, pode ser considerada a sequência das três seguintes fases: 
 
 
O perfil típico de umidade do solo, durante a infiltração, está apresentado esquematicamente 
na Figura a seguir: 
 
 
 
Conforme Carvalho e Da Silva (2008), temos: 
Hidrologia 
 
 56 
 
Análise físico-matemática do processo de infiltração da água no solo 
Vários autores discriminam o processo de infiltração a partir de análise físico-matemática. O 
movimento da água em um solo não saturado pode ser descrito pela equação de Darcy, 
originalmente deduzida para solos saturados e representada pela equação: 
 
em que: 
q = densidade de fluxo, mm.h-1; 
Ko = condutividade hidráulica do solo saturado, mm/h; 
H = potencial total da água no solo, mm; e 
z = distância entre os pontos considerados, mm. 
A razão entre a taxa de variação do potencial da água no solo, ao longo da distância por ela 
percorrida (∂H / ∂z), denomina-se gradiente hidráulico, representando a força responsável 
pelo escoamento da água no solo. O sinal negativo, na equação de Darcy, indica que o 
escoamento se estabelece do maior para o menor potencial. 
Na equação de Darcy para solos saturados, evidencia-se que as condições imprescindíveis para 
que se estabeleça o movimento da água no solo são: 
 
Hidrologia 
 
 57 
Se ambas as condições não forem satisfeitas, 
o escoamento da água no solo não ocorrerá. 
A aplicação da equação de Darcy, para condições de solos não saturados, exige que seja 
considerada também a variação da condutividade hidráulica com o teor de umidade do solo, 
tendo esta como limite superior o próprio valor da condutividade hidráulica do solo saturado. 
Nesse caso, o potencial da água no solo tem dois componentes, o gravitacional e o matricial, 
sendo representado pela equação: 
 
Nessas condições, a equação de Darcy torna-se: 
 
Capacidade de infiltração (ou taxa de infiltração) 
Capacidade de infiltração é a quantidade máxima de água que um solo, em determinadas 
condições, pode absorver. Ela varia no decorrer da chuva. 
Embasado em Carvalho e Da Silva (2008), podemos representar a taxa de infiltração em função 
de altura de lâmina d’água ou volume d’água por unidade de tempo mm/h. 
Apresentamos a equação que representa a taxa de infiltração de água no solo, 
correspondendo à variação da infiltração acumulada ao longo do tempo: 
 
Hidrologia 
 
 58 
Quando uma precipitação atinge o solo com intensidade menor do que a capacidade de 
infiltração, toda a água penetra no solo, provocando progressiva diminuição na própria CI. 
Persistindo a precipitação, a partir de um tempo t = tp, representado na Figura, a taxa de 
infiltração iguala-se à capacidade de infiltração (CI), passando a decrescer com o tempo e 
tendendo a um valor constante, após grandes períodos de tempo, caracterizado como a 
condutividade hidráulica do solo saturado (Ko). 
 
A Figura mostra o desenvolvimento típico das curvas representativas da evolução temporal da 
infiltração real e da capacidade de infiltração com a ocorrência de uma precipitação. 
 
• A partir do tempo t = A, o solo começa a aumentar seu teor de umidade, 
consequentemente a capacidade de infiltração diminui. 
• No tempo t = B, a velocidade de infiltração iguala-se à capacidade de infiltração, que 
continua decrescendo. Portanto, a partir desse instante, inicia-se o escoamento 
superficial. 
• No tempo t = C, a chuva termina, e o solo começa a perder umidade por 
evaporação/transpiração. A partir deste momento, a capacidade de infiltração começa 
a aumentar até que outra precipitação ocorra, quando o processo descrito se repete. 
Hidrologia 
 
 59 
Equação de Horton para o cálculo da infiltração pontual 
A partir de experimentos de campo, Horton (1939) estabeleceu — para o caso de um solo 
submetido a uma precipitação com intensidade superior à capacidade de infiltração — uma 
relação empírica para representar o decaimento da infiltração com o tempo que pode ser 
escrita da seguinte forma: 
 
f = capacidade de infiltração (igual à taxa real de infiltração) no tempo genérico , 
f0 = capacidade de infiltração no tempo = 0, 
fC = capacidade de infiltração mínima, ou taxa mínima de infiltração, que é um valor 
assintótico (valor final de equilíbrio) avaliado em um tempo suficientemente grande, 
k = constante característica do solo (constante de Horton), com dimensão de tempo-1, e 
 = tempo. 
Fatores que intervêm na capacidade de infiltração 
Conforme Barbosa Júnior (2008), são vários os fatores que exercem influência na infiltração da 
água em um solo. Listam-se a seguir cada um deles: 
• TIPO DE SOLO: A capacidade de infiltração varia diretamente com a porosidade do 
solo, com o tamanho das partículas do solo (distribuição granulométrica) e o estado de 
fissuração das rochas. 
• GRAU DE UMIDADE DO SOLO: O solo, no estado seco, tem mais capacidade de 
infiltração, pelo fato de que à ação gravitacional se somamas forças capilares. De 
outro modo, quanto maior for a umidade do solo, menor será a capacidade de 
infiltração. 
• COMPACTAÇÃO PELA AÇÃO DE HOMENS E ANIMAIS: A compactação da superfície do 
solo o torna mais impermeável, diminuindo a capacidade de infiltração. 
• AÇÃO DA PRECIPITAÇÃO SOBRE O SOLO: A ação da chuva sobre o solo tende a 
diminuir a capacidade de infiltração, pelo efeito da compactação da superfície do 
terreno, do transporte de material fino que diminui a porosidade junto à superfície e 
do aumento das partículas coloidais, que diminui os espaços intergranulares. 
• ALTERAÇÃO DA MACROESTRUTURA DO TERRENO: A capacidade de infiltração pode 
ser aumentada pela alteração da macroestrutura do solo devido a fenômenos 
naturais, como escavações de animais, decomposição de raízes de plantas e ação do 
sol, e também devido à ação do homem no cultivo da terra (aração). 
• COBERTURA VEGETAL: A presença da cobertura vegetal tende a aumentar a 
capacidade de infiltração do solo, pois atenua a ação da chuva e facilita a atividade de 
insetos e outros animais no processo de escavação. Ainda, por dificultar o escoamento 
superficial e por retirar a umidade do solo, possibilita a ocorrência de maiores valores 
da capacidade de infiltração. 
• TEMPERATURA DO SOLO: A infiltração é um fenômeno de fluxo de água no solo. 
Assim, sua medida (através da capacidade de infiltração) depende da temperatura da 
Hidrologia 
 
 60 
água, da qual depende a sua viscosidade. Menores temperaturas provocam o aumento 
da viscosidade, reduzindo f. 
• PRESENÇA DE AR: O ar retido temporariamente nos espaços intergranulares retarda a 
infiltração da água. 
 
Medição da capacidade de infiltração 
A capacidade de infiltração de um solo pode ser medida pelo uso de aparelhos denominados 
infiltrômetros. 
Os infiltrômetros são, em geral, dois: 
 
 
Existem duas variações do infiltrômetro de anel metálico, conforme se utilizam um ou dois 
tubos concêntricos. Quando se utilizam dois tubos, o externo tem o papel de prover a 
quantidade de água necessária ao espalhamento lateral devido aos efeitos de capilaridade. 
Assim, a infiltração propriamente dita deve ser medida levando-se em conta a área limitada 
pelo cilindro interno. 
Durante o experimento, mantém-se sobre o solo uma pequena lâmina de 5 a 10 mm de água, 
nos dois compartimentos. Para obter o valor de f, divide-se a taxa de aplicação da água pela 
área da seção transversal do tubo interno. 
Atividade proposta: Qual a importância das informações obtidas pelas estações 
pluviométricas para desenvolvimento da gestão de recursos hídricos em sua região? 
A partir das informações dos índices de precipitação obtidos nas estações pluviométricas, 
podemos planejar a implantação de infra estruturas para atenuar, por exemplo, cheias ou 
inundações. Podemos prover também os volumes de água necessário para consumo 
humano..... 
Hidrologia 
 
 61 
 Aula 8 - Drenagem Urbana 
Introdução 
De todas as fases básicas do ciclo hidrológico, talvez a mais importante seja a do escoamento 
superficial, que trata da ocorrência e do transporte da água na superfície terrestre, pois a 
maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamento da água superficial e à 
proteção contra os fenômenos provocados pelo seu deslocamento. 
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. 
 
Escoamento Superficial 
É uma das fases do ciclo hidrológico que trata da ocorrência e do transporte da água na 
superfície terrestre. 
O escoamento superficial é muito importante para os profissionais que estudam ou trabalham 
com hidrologia e drenagem urbana, pois a maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao 
aproveitamento da água superficial e à proteção contra fenômenos causados por seu 
deslocamento. 
 
Principais fatores que influenciam o escoamento superficial 
Vejamos os principais fatores que influenciam o escoamento superficial: 
 
 
 
Processos da parte terrestre do ciclo hidrológico 
A Figura a seguir ilustra os processos do ciclo hidrológico na parte terrestre: 
Hidrologia 
 
 62 
 
• Chuva, infiltração, escoamento superficial: Podemos ilustrar, para informação, o 
processo esquemático de um escoamento superficial ocasionado pela chuva e 
incorporando as infiltrações. 
 
• Escoamentos superficiais e subterrâneos: Observamos, na ilustração, a 
caracterização da chuva, da infiltração, do escoamento superficial, e do escoamento 
subterrâneo 
 
Hidrologia 
 
 63 
• Escoamento subsuperficial 
 
 
• Depois da chuva: Escoamento subsuperficial e escoamento subterrâneo 
 
 
• Estiagem: apenas escoamento subterrâneo 
 
 
• Estiagem muito longa = rio seco - rios intermitentes 
 
 
Grandezas que caracterizam o escoamento superficial 
Vejamos as grandezas que caracterizam o escoamento superficial: 
 
 
Hidrologia 
 
 64 
Tempo de concentração 
O tempo de concentração de uma bacia de drenagem define-se como o tempo que leva uma 
partícula de água (resultante de uma chuvada razoavelmente intensa) para atingir a secção de 
referência, partindo do ponto cinematicamente mais afastado desta, localizado nos limites de 
uma bacia. (ABREU, 2008). 
O tempo de concentração depende das características fisiográficas da bacia, da ocupação do 
solo, do sistema de drenagem e da precipitação. 
São exemplos: 
• Área da bacia; 
• Comprimento e declive do curso de água principal; 
• Forma da bacia; 
• Declive do terreno; 
• Declive e comprimento dos afluentes; 
• Tipo de coberto vegetal; 
• Tipo de ocupação do solo; 
• Rugosidade hidráulica das várias componentes do sistema de drenagem; 
• Intensidade da precipitação; 
• Características pedológicas e geológicas; 
• Teor de humidade da camada superficial do solo. 
 
A determinação do tempo de concentração de bacias de drenagem está sujeita a incertezas. 
Em bacias rurais urbanas, a sua estimação pode ser feita por vários processos: 
• Recorrendo a fórmulas empíricas aplicáveis, em regra geral, a terrenos livres; 
• Por medição direta usando traçadores; 
• Através da estimativa da velocidade média do escoamento superficial na bacia 
até à seção em estudo, atendendo à cobertura e ao declive da bacia de 
drenagem; 
• Através de valores tabelados, recorrendo à bibliografia existente. 
Para a determinação do tempo de concentração em bacias urbanas, também é possível utilizar 
um sistema misto, que inclui: 
• medição direta do tempo de entrada do escoamento superficial no sistema de 
drenagem (sumidouro ou sarjeta), usando traçadores (ex.: fluorescentes); 
• estimativa do tempo de trajeto da água nos coletores, canais, valetas e valas através 
das suas características hidráulicas. 
 
Hidrologia 
 
 65 
Métodos de determinação de Escoamento Superficial 
Podemos discriminar as razões para se estimar o escoamento superficial, discriminadas a 
seguir: 
• Falta de dados observados na bacia hidrográfica; 
• Inconsistências nos dados observados que levam a séries não homogêneas; 
• Falha na série histórica; 
• Extensão da série histórica; 
• Desenvolvimento de pesquisas. 
O que podemos estimar? 
 
 
 
Método Racional 
 
 
Existem muitas fórmulas para determinar o Tempo de Concentração (Tc), as mais usadas são: 
 
Hidrologia 
 
 66 
• FÓRMULA DE Z. P. KIRPICH: É muito usada nos E.U.A. e na América Latina. Expressa-se 
em função de L e I, e a sua forma maisgeral é: 
 
 
Sendo: 
TC = tempo de Concentração em horas; 
L = comprimento do rio principal em Km; 
S = declividade Equivalente Constante do rio em %. Pode também utilizar-se, sem perda de 
rigor, a Declividade Média do rio. 
 
• FÓRMULA DE GIANDOTTI: 
 
Sendo: 
TC= tempo de Concentração em horas; 
A = área da Bacia Hidrográfica em km2; 
L = comprimento do rio principal em km; 
H = altura média da bacia em m, medida a partir da altitude da seção considerada. 
FÓRMULA DE VEN TE CHOW 
• FÓRMULA DE VEN TE CHOW: 
 
Sendo: 
TC tempo de Concentração em horas; 
L comprimento do rio principal em Km;I declividade do rio principal em m/Km. 
• FÓRMULA DO CALIFORNIA CULVERTS PRACTICE — CALIFORNIA HIGHWAYS AND 
PUBLIC WORKS — CHPW: 
Para TC em minutos: 
 
Hidrologia 
 
 67 
Para TC em horas: 
 
Sendo: 
L Estirão (comprimento da linha de água principal (km); 
H Diferença de cotas entre o ponto mais afastado da bacia e o ponto considerado em m. 
Esta diferença de cotas tem a seguinte relação: 
H = L•I, sendo o L o comprimento do rio em metros e o I a declividade equivalente constante 
(ou por simplificação a declividade média) em m/m. 
• FÓRMULA DE PICKING 
 
Sendo: 
TC tempo de Concentração em minutos; 
L estirão (comprimento da linha de água principal) km; 
i declividade Equivalente Constante, S3, do rio em m/m 
• FÓRMULA DE IZZARD: 
É usada para pequenas bacias nas quais o escoamento é laminar, difuso, não definido. É usada 
para projetos de obras de urbanização, loteamento etc. 
• 
sendo: 
TC tempo de Concentração em minutos; 
L comprimento da vertente do escoamento superficial em Km; 
ip intensidade média da chuva em mm/h;S declividade média da vertente em percentagem; 
Cr coeficiente de retardância que tem os seguintes valores: 
Superfície asfáltica lisa - Cr = 0,007; 
Pavimento de paralelepípedo - Cr = 0,012; 
Pavimento de brita-betume - Cr = 0,017. 
C é o coeficiente de escoamento da fórmula racional, esta fórmula só é aplicável para 
pequenas áreas. 
Hidrologia 
 
 68 
Métodos simplificados X modelos mais complexos 
Adotamos como fonte o conteúdo adaptado de Fragoso & das Neves (2009) e Batista (2011). 
Podemos observar, nas figuras a seguir, as representações gráficas de precipitação, infiltração 
e escoamento. 
 
Nesta figura, observamos o comportamento da infiltração durante a precipitação (chuvas). 
 
Hidrologia 
 
 69 
Ilustração do aumento de vazão de um rio, por exemplo, em razão de volumes que não 
infiltram no deslocamento da massa de água em movimento. 
 
Método Racional 
O método racional é bastante utilizado e foi apresentado pelo irlandês Thomas Mulvaney em 
1851. Demostraremos o discriminado por BATISTA (2011). 
Este método baseia-se nas seguintes hipóteses: 
 
O método se baseia na equação do coeficiente de escoamento superficial C. 
 
Vescoado é o volume do escoamento superficial da bacia. 
Vprecipitado é o volume da precipitação na bacia. 
 
onde:P é a lâmina precipitada e A é a área da bacia. 
Hidrologia 
 
 70 
Método CSC 
Como vamos calcular? Usando métodos simplificados: 
• capacidade de infiltração constante; 
• infiltração proporcional à intensidade de chuva; 
• método SCS. 
Ilustração quando se adota a infiltração constante: 
 
No caso de infiltração proporciona 
 
Método SCS, perdas iniciais com redução da infiltração 
 
Hidrologia 
 
 71 
Como podemos estimar? 
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 Conservation Center, dos EUA (antigo Soil Conservation Service – SCS). 
SCS — consiste em duas etapas: 
(a) separação do escoamento; 
(b) cálculo do hidrograma. 
Método do Soil (Conservation Service) 
• Valores de CN tabelados para diversos tipos de solos e usos do solo; 
• Utilizado principalmente para projeto em locais sem dados de vazão; 
• Usar com chuvas de projeto (eventos relativamente simples e de curta duração). 
 
Método SCS (Separação do escoamento) 
 
quando P > Ia 
Q = escoamento em mm (Pef); 
P = chuva acumulada em mm; 
Ia = perdas iniciais; 
S = parâmetro de armazenamento. 
 
Grupos Hidrológicos de Solos 
Vejamos: 
• Grupo A 
Solos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem rochas, sem camada argilosa 
e nem mesmo densificada até a profundidade de 1,5m. O teor de húmus é muito baixo, não 
atingindo 1%. 
• Grupo B 
Solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de argila total, porém 
ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas, este limite pode subir a 20% graças a maior 
porosidade. 
Hidrologia 
 
 72 
Os dois teores de húmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. Não pode haver 
pedras e nem camadas argilosas até 1,5m, mas é quase sempre presente uma camada mais 
densificada que a camada superficial. 
• Grupo C 
Solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeáveis ou 
contendo pedras até a profundidade de 1,2m. No caso de terras roxas, estes dois limites 
máximos podem ser de 40% e 1,5m. 
Nota-se, a cerca de 60cm de profundidade, camada mais densificada que no Grupo B, mas 
ainda longe das condições de impermeabilidade 
• Grupo D 
Solos argilosos (30 a 40% de argila total) e com camada densificada a uns 50cm de 
profundidade ou solos arenosos como B, mas com camada argilosa quase impermeável ou 
horizonte de seixos rolados. 
Condições de Umidade do Solo 
 
Os valores de CN apresentados anteriormente referem-se sempre à condição II. Para converter 
o valor de CN para as condições I e III existem as seguintes 
expressões: 
 
 
Método SCS para eventos complexos (mais do que um intervalo de 
tempo com chuva) 
Vejamos: 
• Chuva acumulada X escoamento acumulado; 
• Chuva incremental X escoamento incremental. 
 
Hidrologia 
 
 73 
Exemplo, utilizando o Método do SCS: 
 
Q = escoamento acumulado (mm); 
P = precipitação acumulada (mm). 
Equação válida para P > 0,2 S 
Quando P < 0,2 S ; Q = 0 
 
CN = 80 
 
S = 63,7 
 
0,2 S = 12,7 
 
• Exemplo SCS: 
 
Hidrologia 
 
 74 
Bacia com 30 % de área urbana densa (CN = 95) e 70 % de área rural, com pastagens, cultivos e 
florestas (CN = 78) 
 
 
Método do hidrograma triangular SCS (Cálculo do hidrograma) 
 
 
 
 
Para vazão de pico (m3/s), por mm de chuva efetiva, adotamos a seguinte equação: 
 
Hidrologia 
 
 75 
No tempo de pico, em função do tempo de concentração, adotamos que: 
 
 
Finalizando o método SCS para hidrograma triangular, o tempo de base pode ser calculado 
pela equação: 
 
Atividade proposta 
Dados o hidrograma observado, em uma bacia, e suas características, estimar a vazão de pico 
e comparar com a observada. 
Hidrograma: 
 
Dados de Qs (vazão em m³/s) 
 
 
 
Hidrologia 
 
 76 
 Aula 9 - Estruturas hidráulicas 
Introdução 
O termo “hidráulica” advém do grego hydor (água) e aulos (tubo, condução) significando 
condução de água. Por definição, Hidráulica é o estudo do equilíbrio e do comportamento da 
água e de outros líquidos, quer em repouso, quer em movimento. 
A Hidráulica esteve presente ao longo de praticamente toda a história da humanidade, em 
função da necessidade essencial da água para a vida humana. De fato, tendo em vista que a 
água distribui-se de forma irregular, no tempo e no espaço, torna-se necessário o seu 
transporte dos locais onde está disponível até os pontos onde o seu uso é necessário 
(BAPTISTA & LARA, 2003).