HIDROLOGIA 1 A 10

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HIDROLOGIA
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 HODROLOGIA?
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:
GEOMORFOLOGIA
Avaliação do relevo de bacias hidrográficas de forma quantitativa.
INTERCEPTAÇÃO VEGETAL
Análise da influência da cobertura vegetal na interceptação da chuva.
INFILTRAÇÃO
Processo altamente influenciado pelo manejo do solo, determinante da intensidade de escorrimento superficial e por indiretamente da erosão hídrica.
EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Avalia a transferência de água para atmosfera, desde a superfície do solo, vegetação ou dos espelhos de água.
SEDIMENTOLOGIA
Estudo da produção de sedimento e de seu transporte sobre as encostas e canais de drenagem: análise da influência da água no contexto da erosão em bacias hidrográficas.
QUALIDADE DA ÁGUA E MEIO AMBIENTE
Quantifica a qualidade da água por meio de parâmetros físicos, químicos e biológicos.
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
Projeções e dimensionamentos de obras hidráulicas.
Avaliação e aproveitamento de recursos hídricos.
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:
Existem registros de que, no Egito Antigo, época dos faraós, existiram obras de irrigação e drenagem. Também na Mesopotâmia, na região conhecida como Crescente Fértil, entre os rios Tigre e Eufrates, a água já era usada para irrigação.
Os filósofos gregos foram os primeiros a estudar a Hidrologia como ciência. Como exemplo, podemos mencionar Anaxágoras, que viveu entre 500 e 428 a. C, e que desenvolveu o conhecimento de que as chuvas eram importantes na manutenção do equilíbrio hídrico na Terra.
Leonardo da Vinci aprofundou o conhecimento do ciclo hidrológico.
Perrault, no século XVII, analisou a relação precipitação-vazão, comparando a precipitação com dados de vazão.
No século XIX, dá-se o início de medições sistemáticas de vazão e precipitação.
Até a década de 1930, prevalece o empirismo, procurando descrever os fenômenos naturais, enquanto até a década de 1950 é predominante o uso de indicadores estatísticos dos processos envolvidos.
O computador aliado com o avanço de técnicas estatísticas e cálculos numéricos proporcionou um grande avanço na Hidrologia. Modelos de precipitação-vazão foram desenvolvidos colaborando com avanços na Hidrologia estocástica. Além disso, o escoamento subterrâneo, a limnologia e a modelação matemática de processos constituem outros desenvolvimentos importantes.
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
Utilização
Os recursos hídricos no mundo são assim empregados:
70% - PARA AGRICULTURA
22% - PARA INDÚSTRIAS
8% - USO RESIDÊNCIAL
A disponibilidade renovável de água doce, nos continentes, pode ser estimada em porcentagens conforme segue:
América do Norte: 18,00%
América do Sul: 23,10%
Europa: 7%
África: 10,00%
Ásia: 31,60%
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.
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 apresenta dimensões 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:
RÁPIDO CRESCIMENTO DA POPULAÇÃO EM FAVELAS
O aumento do número de pessoas sem acesso à água e saneamento em áreas urbanas está diretamente relacionado ao rápido crescimento da população em favelas, no mundo em desenvolvimento, e com a incapacidade (ou falta de vontade) dos governos locais e nacionais em fornecer água potável e instalações sanitárias adequadas em tais comunidades.
AGLOMERADOS HABITACIONAIS IRREGULARES NO MUNDO
A população em aglomerados habitacionais irregulares no mundo — quase 900 milhões até 2020 — também é mais vulnerável aos impactos de eventos climáticos extremos. É possível, no entanto, melhorar o desempenho dos sistemas urbanos de abastecimento de água, ao mesmo tempo em que se promova sua expansão para atender às necessidades da população pobre.
AUMENTO DO USO DE ÁGUA NA AGRICULTURA
Até 2050, a agricultura precisará produzir globalmente 60% a mais de alimentos, e 100% a mais nos países em desenvolvimento. Sendo já insustentáveis os atuais índices de crescimento global da demanda de água pela agricultura, o setor terá de aumentar sua eficiência no uso dessa água, reduzindo as perdas e, ainda mais importante, aumentando a produtividade das culturas em relação aos recursos hídricos utilizados.
AUMENTO DA POLUIÇÃO DA ÁGUA PELA AGRICULTURA
A poluição da água pela agricultura, fato que pode piorar com o aumento da agricultura intensiva, pode ser reduzida mediante a combinação de instrumentos, incluindo uma regulamentação mais rigorosa e aplicada, e subsídios bem definidos
AUMENTO DA PRESSÃO SOBRE OS RECURSOS HIDRICOS CONTINENTAIS
A produção de energia é geralmente intensiva em recursos hídricos. Atender às crescentes demandas de energia gerará um aumento da pressão sobre os recursos hídricos continentais, com repercussões sobre outros usuários, como os da agricultura e da indústria.
CRIAÇÃO DE SINERGIAS
Considerado que esses setores também demandam energia, há espaço para a criação de sinergias. Maximizar a eficiência do uso da água pelas geradoras de energia, nos sistemas de refrigeração, e expandir a geração de energia eólica, energia solar fotovoltaica e de energia geotérmica será um fator determinante para alcançar um futuro sustentável em termos de recursos hídricos.
Entre 2000 e 2050, prevê-se um aumento de 400% da demanda global de água pela indústria manufatureira, afetando todos os outros setores, com a maior parte desse aumento ocorrendo em economias emergentes e em países em desenvolvimento.
DEMANDA GLOBAL DE ÁGUA PELA INDÚSTRIA MANUFATUREIRA
Muitas corporações têm feito progressos consideráveis na avaliação e redução do próprio consumo de água e das respectivas cadeias de suprimentos. As pequenas e médias empresas (PME) enfrentam desafios semelhantes em menor escala, mas com meios e capacidades de resposta mais limitados.
HIDROLOGIA
AULA 2 – CICLO HIDROLÓGICO
INTRODUÇÃO
É 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).
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:
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:
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.
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.
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:
Resumo da Aula
Reconheceu o que é Ciclo Hidrológico;
Identificou os principais componentes do Ciclo Hidrológico;
Compreendeu o mecanismo do Ciclo hidrológico.
HIDROLOGIA
AULA 3 – BACIAS HIDROGRÁFICAS	
Introdução
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.
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.
BACIAS ELEMENTARES
São bacias de pequena ordem, constituindo-se na menor unidade geomorfológica onde ocorre, de maneira completa, o ciclo hidrológico. Apresentam áreas inferiores a 5 km2, permitindo as seguintes considerações:
uniformidade em toda área dos eventos pluviométricos;
características de vegetação e pedologia semelhantes em toda a bacia;
controle sobre a entrada de sedimentos provenientes de outras áreas;
identificação rápida e precisa de mudanças no horizonte superficial dos solos que constituem as bacias;
não haja efeitos significativos da concentração de água e sedimentos nas calhas dos cursos d’água, quando comparada à produção destes nas vertentes.
Exemplo
No que diz respeito às 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 representatividadesem diferentes coberturas vegetais em bacias:
Características fisiográficas das bacias hidrográficas
As características fisiográficas das bacias hidrográficas são destacadas a seguir:
DIVISORES DE ÁGUAS - São representados por linhas identificando os limites da bacia, determinando o sentido de fluxo da rede de drenagem e a própria área de captação da bacia hidrográfica.
ÁREAS DA BACIA OU DE DRENAGEM - Corresponde à área limitada pelos divisores de água, conectando-se na seção de controle. É um dos elementos mais importantes da bacia hidrográfica, pois é básico para quantificação de todos os parâmetros e grandezas hidrológicas.
É representada pela área plana, projeção horizontal e explicitada em uma planta planialtimétrica, sendo normalmente expressa em Km² ou hectares.
EXUTÓRIO - É um local onde toda a água escoada e captada na bacia (enxurrada e corpos d’água) é drenada.
REDE DE DRENAGEM - É constituída por todos os corpos de água da bacia. Para um melhor entendimento do que representa uma rede de drenagem iremos classificar os cursos de água que poderão compor uma bacia hidrográfica.A rede de drenagem tem uma importância crucial para caracterização e manejo das bacias hidrográficas, essa rede determina suas características de escoamento superficial e o potencial de produção e transporte de sedimentos. Com o conhecimento da rede de drenagem podemos constatar as propriedades hidrológicas dessa bacia. Tais conhecimentos são de extrema relevância para o manejo ambiental da bacia.
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.
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:
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:
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:
	A Figura a seguir nos mostra a distribuição da vegetação na Bacia Hidrográfica do São Francisco:
AULA 4 – CARACTERIZAÇÃO FLÚVIO- MORFOLÓGICA DE BACÍAS 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.
COEFICIENTE DE COMPACIDADE (KC)
Relação entre o perímetro da bacia e o perímetro de um círculo de área igual à da bacia.
Sendo:
P – perímetro da bacia em km
A – área da bacia em km²
Quanto mais irregular a forma da bacia, maior será o coeficiente de compacidade. O coeficiente igual à unidade corresponde a uma bacia circular. O valor mais próximo à unidade indica a tendência a maiores enchentes.
INDICE DE CIRCULARIDADE (IC)
Simultaneamente ao coeficiente de compacidade, o índice de circularidade tende para unidade à medida que a bacia aproxima – se a forma circular e diminui a medida que a forma torna alongada, segundo a equação (CARDOSO et al., 2006):
IC = 12,57 x A / P²
Sendo:
IC = Índice de Circularidade
A = Área da bacia
P = Perímetro
FATOR DE FORMA
É a relação entre largura média da bacia e o seu comprimento axial.
O comprimento (L) é obtido seguindo o curso de água mais longo desde a desembocadura até a cabeceira mais distante. A largura média é obtida pela divisão da área (A) pelo comprimento.
Um fator de forma baixo sugere uma menor tendência às enchentes que outra bacia de mesmo tamanho e fator de forma maior.
Em outras palavras, o fator de forma nos dá a ideia do quanto a bacia hidrográfica tem o formato alongado. Quanto menor Kf, mais alongada a bacia; quanto maior Kf, menos alongada será a bacia.
Para um entendimento melhor do fator de forma, enfatizamos que em uma bacia com fator de forma reduzido, essa estará menos sujeita a enchentes. Em bacias que apresentam elevado fator, o processo é inverso.
Quando observamos uma bacia estreita e longa, com fator de forma baixo, há menos possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo simultaneamente toda sua extensão.
BACIA TIPO CIRCULAR
Em uma bacia circular, toda a água escoada tende a alcançar a saída da bacia ao mesmo tempo.
BACIA TIPO ELIPTCA
Em uma bacia com a forma elíptica, a saída da bacia na ponta apresenta o maior eixo onde a área é igual à da bacia circular, apresenta o escoamento mais distribuído ao longo do tempo e com isso proporciona uma enchentemenor.
BACIA TIPO RADIAL OU RAMIFICADA
Bacias do tipo radial ou ramificada são representadas por conjuntos de sub-bacias alongadas convergindo para um mesmo curso ou rio principal. Acontecendo uma chuva uniforme em toda a bacia, podem ocorrer cheias nas sub-bacias, que de forma não simultânea se somam no curso ou rio principal. Dependendo das contribuições das sub-bacias, as cheias crescerão ou ficarão estacionadas.
SISTEMA DE DRENAGEM
Indica a maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia hidrográfica.
ORDEM DOS CURSOS DE ÁGUA
Reflete o grau de ramificação dentro de uma determinada bacia. A ordem do rio principal mostra a extensão de ramificação da bacia.
Conforme o Método de Strahler (LIMA , 2008), os canais primários (nascentes) são designados de 1ª ordem. A junção de dois canais primários forma um de 2ª ordem, e assim sucessivamente.
A junção de um canal, de uma dada ordem, a um canal de ordem superior não altera a ordem desse. A ordem do canal à saída da bacia é também a ordem da bacia.
	
DENSIDADE DE DRENAGEM
Fornece uma indicação da eficiência da drenagem da bacia. Quanto maior esta relação, mais eficiência de drenagem tem a bacia. Apesar da pouca informação existente a respeito desse índice, pode-se afirmar que varia de 0,5 km/km², para bacias com drenagem pobre, a 3,5 ou mais, para bacias excepcionalmente bem drenadas. Em que:
Dd < 0,5 Km / Km² — drenagem muito pobre
Dd > 3,5 Km / Km2 — bacia excepcionalmente bem drenada
LTotal = comprimento total dos cursos d’água de uma bacia.
SINUOSIDADE DE UM CURSO DE ÁGUA
Relação entre o comprimento do curso principal e o comprimento do talvegue, sendo um fator controlador da velocidade do escoamento.
CARACTERISTICAS DO RELEVO DE UMA BÁCIA
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
PERFIL LONGITUDINAL DE UM CURSO D’ÁGUA
Gráfico de elevações x distância até um ponto considerado.
RETANGULO EQUIVALENTE
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:
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.
Fonte: Nery et al.,(2014).
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.
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.
AULA 5 – PRECIPITAÇÃO
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
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.
	
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 gotículasque 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.
Precipitação
Em função da forma como a parcela de ar se eleva e atinge a saturação existem três tipos de chuva:
Chuva convectiva ou de convecção ou de verão
Ocorrem sistematicamente em regiões tropicais e são resultantes do aquecimento desigual da superfície terrestre. A ascensão rápida de camadas de ar super aquecido dá origem a uma brusca condensação e a uma copiosa precipitação. São chuvas de grande intensidade e curto período de tempo. Acontecem geralmente no período de verão no final da tarde e início da noite e causam grandes problemas em áreas urbanas, enchentes.
Chuva orográfica ou de relevo
São chuvas causadas por barreiras de montanhas abruptas que provocam o desvio para a vertical (ascendente) das correntes aéreas de ar quente e úmido.
Esta elevação produz resfriamento e condensação. Sua ocorrência é muito comum em serras ao longo do litoral. Como exemplo, podemos mencionar os expressivos índices pluviométricos que ocorrem no litoral de São Paulo que é em grande parte, desse tipo de precipitação.
Chuva frontal ou ciclônica
A formação das chuvas frontais ou ciclônicas tem relação direta da movimentação de massas de ar de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão, provocadas pelo aquecimento desigual da superfície terrestre.
Como é do nosso conhecimento do dia a dia, se o ar frio é substituído por ar quente é conhecida como frente quente, por outro lado se o ar quente é substituído por ar frio a frente é fria.
As precipitações ciclônicas são de longa duração e apresentam intensidades de baixa a moderada, espalhando-se por grandes áreas. São importantes na gestão de grandes bacias hidrográficas. Os grandes rios só apresentam enchentes após a ocorrência destas chuvas nas suas bacias.
Estes tipos de chuvas ocorrem com maior intensidade nas regiões temperadas e subtropicais, principalmente no Inverno. Como exemplo, no Centro Sul do Brasil os totais de chuva do inverno são de origem frontal.
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:
Grandezas
As grandezas utilizadas são:
	
	Altura pluviométrica: Medidas feitas em pluviómetros e expressa em mm ou l / m².
	
	
Intensidade de precipitação: É a relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação expressa em mm/h ou mm/minuto.
	
	Duração: Período de tempo contado desde o início até ao fim da precipitação (horas ou minutos).
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 CARACTERISTICAS 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 DE 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.
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
AULA 6 – EVAPORAÇÃO, TRANSPIRAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO
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.
 
 
figura a seguir demonstra, de forma geral, o processo de evaporação:
A 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
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 dividida em:
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.
EVAPOTRANSPIRAÇÃOREAL
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 DE 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.).
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.
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:
	FIG. A FIG. B			 FIG. C
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)].
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 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.
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 vegetal e, portanto, a área de interceptação; o tamanho e a forma 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.
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:
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 espacialdas propriedades do solo.
	É um fenômeno que depende:
	
Da água disponível para infiltrar;
	
	
Da natureza do solo;
	
	
Do estado da superfície;
	
	
Das quantidades de água e ar, inicialmente presentes no solo.
O processo de infiltração define a entrada de água no solo.
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:
ZONA DE SATURAÇÃO
Corresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm e, como sugere o nome, é uma área em que o solo está saturado, isto é, com um teor de umidade igual ao teor de umidade de saturação.
ZONA DE TRANSIÇÃO
É uma área com espessura em torno de 5 cm, cujo teor de umidade decresce rapidamente com a profundidade.
ZONA DE TRANSMISSÃO
É a região do perfil através da qual a água é transmitida. Esta zona é caracterizada por uma pequena variação da umidade em relação ao espaço e ao tempo.
ZONA DE UMEDECIMENTO
É uma região caracterizada por uma grande redução no teor de umidade com o aumento da profundidade.
FRENTE DE UMEDECIMENTO
Compreende uma pequena região na qual existe um grande gradiente hidráulico, havendo uma variação bastante abrupta da umidade. A frente de umedecimento representa o limite visível da movimentação de água no solo.
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:
: 
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:
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.
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 somam as 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 O SOLO
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 água, da qual depende a sua viscosidade. Menores temperaturas provocam o aumento da viscosidade, reduzindo f.
PRESENÇA DE AR
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:
 1 . Os propriamente ditos, de anel metálico, que utilizam a aplicação de água por inundação (mantémsempre um aporte de água à superfície).
São tubos cilíndricos curtos feitos de chapa metálica com diâmetro entre 20 e 90 cm. Estes são cravados verticalmente no solo, de modo a sobrar uma pequena altura livre.
2 . Os simuladores de chuva, que utilizam a aplicação de água por aspersão.
OBS:
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.
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.....
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 águstre.
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:
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
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:
	Área da bacia hidrográfica (A)
	
	Vazão (Q)
	
	Coeficiente de Escoamento Superficial (C)
	É a área geográfica coletora de água de chuva, que, escoando pela superfície, atinge a seção considerada.
	
	É o volume de água escoado, na unidade de tempo, em uma determinada seção do rio. Normalmente, se expressa a vazão em m³/s ou L/s. É a principal grandeza que caracteriza um escoamento.
	
	O coeficiente de escoamento superficial (C) é um dos parâmetros cruciais em hidrologia.
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.
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:
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 mais geral 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
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:
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:
Superfícieasfáltica 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.
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).
 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:
	
	
Precipitação uniforme sobre toda a bacia;
	
	
Precipitação uniforme na duração da chuva;
	
	
A intensidade da chuva é constante;
	
	
O coeficiente de escoamento superficial é constante;
	
	
A vazão máxima ocorre quando toda a bacia está contribuindo;
	
	
Aplicável em bacias pequenas (A < 80 km²).
O método se baseia na equação do coeficiente de escoamento superficial C.
Vescoado é o volume do escoamento superficial da bacia.
Para continuar lendo, clique aqui.
Vprecipitado é o volume da precipitação na bacia.
onde:
P é a lâmina precipitada e A é a área da bacia.
METODO 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 proporcional
Método SCS, perdas iniciais com redução da infiltração
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.
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 UNIDADE DO SOLO
Condição I — Solos secos: as chuvas nos últimos 5 dias não ultrapassaram 15mm;
	
	
Condição II — Situação média na época das cheias: as chuvas nos últimos 5 dias totalizaram entre 15 e 40mm;
	
	
Condição III — Solo úmido (próximo da saturação): as chuvas nos últimos 5 dias foram superiores a 40mm, e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação.
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.
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:
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:
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:
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).
Dentro do campo de trabalho do engenheiro que utiliza a Hidráulica, estão presentes praticamente todos os tipos de empreendimentos que possuem a água como agente principal, como, por exemplo, sistemas hidráulicos de abastecimento e drenagem, obras de infraestrutura, projetos e gestão de reservatórios, a propagação de cheias e a delimitação de áreas inundáveis.
Na área de ambiental, estudos envolvendo cursos d’água, como a preservação dos ecossistemas aquáticos, dispersão de poluentes, problemas relacionados com erosão e assoreamento, entre outros.
Condutos Livres
O escoamento de água, em um conduto livre, tem como característica principal o fato de apresentar uma superfície livre, sobre a qual atua a pressão atmosférica. Rios, canais, calhas e drenos são exemplos de condutos livres de seção aberta, enquanto que os tubos operam como condutos livres quando funcionam parcialmente cheios, como é o caso das galerias pluviais e dos bueiros.
Exemplos de escoamentos livres:
cursos d’água, riachos, ribeirões e rios;
canais artificiais: geração de energia elétrica, irrigação, abastecimento, drenagem ou controle de cheias;
galerias pluviais e coletores de esgotos;
canaletas, calhas e túneis canais.
Canalização
Canalizar significa modificar ou alterar a seção e/ou o traçado natural de um curso d’água (rio, ribeirão, córrego etc.).
Segundo DA SILVA (2014), o escoamento da água, com uma superfície livre sujeita à pressão atmosférica, é um dos problemas que os engenheiros enfrentam e que são resolvidos com a aplicação de teorias e métodos da hidráulica dos canais abertos.
Tais escoamentos são representados pelos escoamentos que acontecem em rios, canais, canais de drenagem, canaletas, calhas, condutores de água pluvial, bueiros e nos pequenos cursos d’água de diversas naturezas. Em tais passagens, a determinação do nível da água é parte integrante do problema e a vazante formada é denominada escoamento em canais.
O Quadro a seguir resume