Escoamento Superficial

Prévia do material em texto

HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
1 
 
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
1) Conceito 
É a fase do ciclo hidrológico que trata das aguas que escoam superficialmente formando os mananciais de 
superfície. 
2) Esquema de Processamento do Escoamento Superficial 
 
Figura 01 – Esquema de processamento do escoamento superficial. 
3) Grandezas Características do Escoamento Superficial 
A) Vazão (Q): é a quantidade de água (V) que passa num determinado tempo (t) por uma dada seção. 
Desse modo: 
𝑄 =
𝑉
𝑡
 
𝑄 = 𝑣. 𝐴 
B) Coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de deflexão (C): o valor de “C” e expresso como 
sendo: 
𝐶 =
𝑉𝑒
𝑉𝐴
 
onde, 𝑉𝑒: volume escoado 
 𝑉𝐴: volume precipitado 
C) Hidrogramas ou hidrógrafos 
É a representação gráfica da vazão em função do tempo. 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
2 
 
Exemplo: Durante o intervalo de 8 dias foi medida a vazão de um curso d’gua e os dados estão 
apresentados na tabela abaixo. Esboce o hidrograma em questão. 
Dia Vazão (Q - l/s) 
01/04 3,0 
02/04 3,0 
03/04 5,0 
04/04 8,0 
05/04 6,5 
06/04 6,0 
07/04 4,5 
08/04 3,0 
 
4) Levantamento da Seção Transversal de um Curso D’água 
Existem três equipamentos para determinar a seção transversal de um curso d’água. 
A) Vara de sondar: vara de ferro esmaltado com aproximadamente 10m de comprimento, que tem 
acoplada a sua extremidade uma chapa metálica para a percepção quando a vara tocar o fundo do vale. 
B) Linha de sondar: consiste de uma linha de aço ou corda de grande comprimento que tem na sua 
extremidade um peso de aproximadamente 10 kg para percepção quando a linha tocar no vale do curso 
d’água. 
C) Ecobatímetro: é um aparelho que se baseia na emissão do som na agua e na recepção do mesmo. 
5) Medição das Grandezas 
A) Altura do nível d’agua (h) 
Os aparelhos que permitem medir a oscilação do nível d’água de um rio ao longo do tempo em relação a 
um nível de referência, são os limnímetros ou limnígrafos. O local de instalação do limnímetros é chamada de 
estação fluviométrica e deve-se ter alguns cuidados com relação ao local de instalação das mesmas, são eles: 
 Trecho reto, ambas as margens bem definidas. 
 A seção deve ser localizada longe de remansos. 
 Leito regular e estável. 
 Locais distantes de pontos de controle (dispositivos hidráulicos). 
 Locais com velocidades regulares. 
 As margens devem ser estáveis. 
 O acesso à seção deve ser fácil. 
B) Medição de velocidade (v) 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
3 
 
 Flutuadores: dispositivos lançados no curso d’água e que possam flutuar. Mede-se o tempo gasto para 
que o elemento percorra uma distância (ΔS). 
 Molinetes: consiste de uma vara inoxidável que tem uma hélice acoplada, a qual se movimenta ao 
longo de uma haste. O número de rotações da hélice, registrado elo aparelho, permite que a velocidade 
de fluxo do curso d’água seja calculada. 
C) Vazão (Q) 
Para se determinar a vazão em um curso d’água podem ser empregados os vertedores ou vertedouros. 
Os vertedores são dispositivos que permitem a determinação da carga hidráulica (H) em cima de uma 
crista ou soleira e, com isso, é possível calcular a vazão empregando-se formulas empíricas. 
 Fórmulas empíricas para o cálculo da vazão (Q) 
- Para vertedor retangular de parede delgada 
O valor de “Q” e expresso ela fórmula de Francis, como: 
𝑄 = 1,83. 𝐿′. 𝐻3/2 
onde, 𝐿′: largura da soleira do vertedor 
 H: carga hidráulica 
- Para vertedor triangular de parede delgada 
O valor de “Q” e expresso ela fórmula de Thompson, como: 
𝑄 = 1,42.𝐻5/2 
- Para vertedor retangular de parede espessa 
O valor de “Q” e expresso ela fórmula de Thompson, como: 
𝑄 = 1,71. 𝐿′. 𝐻3/2 
6) Fases de um Curso D’água 
A) Fase juvenil: esta fase é caracterizada por um excesso de energia, o que possibilita uma intensa erosão 
em profundidade e um elevado, poder transportador dos sedimentos erodidos. A forma do vale nesta 
fase é um “V”. 
B) Fase madura: nesta fase observa-se uma redução de declive do relevo, o que é verificado na reduao de 
velocidade de fluxo e, consequentemente, diminuição no poder erosivo. Neste trecho, verifica-se a 
disposição dos sedimentos maiores no leito do curso d’água. 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
4 
 
C) Fase senil: nesta fase o rio perde totalmente o seu poder erosivo e transportador. Forma-se no fundo 
do leito do curso d’água uma extensa planície sedimentar. 
ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 
1) Introdução 
No interior da superfície terrestre, formado por diferentes tios de maciços, encontra-se um extenso 
reservatório para a acumulação e circulação de toda a água que nele se infiltra. 
2) Definição e Tipos de Aquíferos 
Aquífero é toda formação geológica permeável que contém água. 
Os tipos de aquíferos são: 
A) Aquífero livre ou freático: é a acumulação de água em uma camada permeável estando situada sobre 
uma camada de bacia permeabilizada. A pressão da água no aquífero é igual a pressão atmosférica (P 
= Patm). 
B) Aquífero confinado ou artesiano: é a acumulação de água em uma camada permeável, estando situada 
entre duas camadas de materiais de baixa permeabilidade. A pressão da água no aquífero é maior do 
que a pressão atmosférica (P > Patm). 
3) Nomenclatura de Poços 
Os termos usuais quando se trabalha com poços são: 
A) Nível estático de equilíbrio (N.E.E): é o nível de água no interior do poço quando o mesmo não está 
sendo bombeado. 
B) Nível dinâmico de equilíbrio (N.D.E): é o nível de água no interior do poço quando o mesmo está 
relacionado com a vazão (Q) de retirada da água e com o tempo decorrido desde o acionamento da 
bomba. Quando o nível d’água no interior do poço se estabiliza para uma dada vazão, admite-se que 
se atingiu o N.D.E e, neste instante, tem-se um regime permanente de fluxo. 
C) Abaixamento ou depressão: é a distância vertical entre os níveis estático e dinâmico de um poço. 
D) Curva de abaixamento ou cone de depressão: é a superfície real do nível d’água (freático) quando um 
poço está sendo bombeado. 
E) Zona de influência: é a região atingida pelo cone de depressão em volta de um poço sob o efeito de 
bombeamento. 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
5 
 
 
Figura 02 – Esquema do funcionamento de um poço. 
4) Exploração da Água Subterrânea 
A) Poços artesianos 
São todos aqueles poços em que a água jorra na superfície por pressão natural. A condição fundamental 
para a existência de tais poços é a presença de um aquífero confinado. 
B) Poços caseiros 
Poços abertos artesanalmente, empregando-se pá e picareta. A abertura máxima do diâmetro do furo é em 
torno de 1,20 metros. A profundidade vai depender do nível do aquífero, contudo, não consegue atingir 
grandes profundidades devido à limitação da metodologia construtiva. 
C) Poços cravados 
São poços de pequeno diâmetro construídos mediante a cravação no solo de uma ponteira metálica ligada 
a um conjunto de tubos firmemente conectados. O diâmetro dos poços pode variar de 32mm a 50mm. 
São empregados tubos lisos e perfurados, estes últimos apenas nos horizontes permeáveis onde ocorre a 
oscilação do nível de água. Os tubos perfurados são envolvidos por uma tela de nylon de 0,6mm de abertura 
de malha e tem o objetivo de reter impurezas presentesno solo e na água evitando a colmatação dos tubos. 
As desvantagens deste tipo de poço são: 
 A construção é lenta e trabalhosa quando encontra materiais rijos. 
 O processo construtivo por pancadas é prejudicial ao funcionamento do poço, já que pode haver o 
desalinhamento dos tubos. 
 No caso de deformação das luvas que unem os tubos pode haver a entrada de ar na tubulação, 
reduzindo a vazão de bombeamento. 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
6 
 
 
Figura 03 – Esquema do poço cravado. 
D) Poços tubulares profundos 
São poços executados por meio de perfuratrizes, empregando-se brocas com diâmetro do poço varando de 
300 a 600mm. Estes poços podem atingir centenas de metros de profundidade, dependendo da posição do 
lençol freático subterrâneo. 
A metodologia construtiva é a seguinte: 
 Executa-se a abertura do poço. Caso o maciço seja estável, instala-se a tubulação do poço. Caso o 
maciço seja instável, há a necessidade de aplicar um fluido estabilizador antes da aplicação da 
tubulação. 
 O espaço entre a face externa da tubulação e o maciço ao redor deve ser preenchido por material 
filtrante. 
 A boca do poço é selada com material fino. 
 
 HIDROLOGIA 
Profª. Ma. Belaniza Gaspar Santos Neta 
 
7 
 
 
Figura 04 – Esquema do poço tubular. 
Questões 
01) Defina 
a. N.E.E 
b. Curva de abaixamento 
c. Linha de Sondar 
02) Fale sobre flutuadores e molinetes. 
03) Fale sobre os poços tubulares.