CALCULO DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL

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Belo Horizonte,
09/10/2018
HIDROLOGIA
Prof. Ana Lúcia Maia
ESCOAMENTO SUPERFICIAL
SEPARAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
1) MÉTODO DO SCS 
• 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 Conservatoin Center dos EUA (antigo
Soil Conservation Service – SCS).
• Simplificação: O Método considera a infiltração proporcional à intensidade
de chuva.
A parcela da chuva que se
transforma em escoamento
superficial é chamada chuva
efetiva.
A equação do Método SCS é expressa da seguinte forma:
 
 SIaP
IaP
Q



2
IaP 
0Q IaP 
SIa 2,0
254
25400

CN
S
Onde:
• Q = escoamento superficial direto, em mm;
• P = precipitação, em mm;
• S = retenção potencial do solo, em mm;
• Ia = perdas iniciais, em mm.
• CN = Número de curva ou (Curve Number) e varia de 
0 a 100.
• O parâmetro CN depende do tipo de solo, condições de uso e ocupação do solo 
e da umidade antecedente do solo.
• O SCS distingue, em seu método, quatro grupos hidrológicos de solos:
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.
Tabela 5 - Grupos Hidrológicos de Solos
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.
Tabela 6 - Condições de umidade do solo
Tabela 6.1 - Condições de umidade II
Tabela de conversão da condição de umidade
 
 
 
 
 
 IICN
IICN
IIICN
IICN
IICN
ICN






13,010
23
058,010
2,4
Tabelas extraídas do livro:
 Drenagem Urbana -
Organizado por Carlos E.M.
Tucci - Porto Alegre:
ABRH/Editora da UFRGS,
1995.
Equações para conversão da condição de umidade
EXEMPLO DE APLICAÇÃO
Qual é o escoamento superficial (Q) resultante de um evento de precipitação total 
P=70 mm em uma bacia do tipo B e com cobertura de floretas?
• O método racional (1889), é o mais simples dentre todos os modelos hidrológicos
que promovem a transformação de uma chuva em escoamento superficial.
• Amplamente utilizado no Brasil, Estados Unidos e muitos outros países.
• A grande aceitação do método deve-se a sua simplicidade e os resultados
satisfatórios obtidos, principalmente em pequenas bacias hidrográficas, ou
simplesmente, pequenas superfícies de drenagem.
• Em termos práticos, classifica-se como bacias pequenas aquelas menores de 3 km2
ou que tenham tempo de concentração menor que uma hora
OBTENÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
MÉTODO RACIONAL 
Onde:
• Qp = vazão de pico (m
3/s);
• C = coeficiente de escoamento;
• i = intensidade da chuva (mm/hora);
• A = área da bacia (km2)
6,3
AiC
Qp


A equação pode ser reescrita na forma: 
AiCQp ..278,0
EQUAÇÃO DO MÉTODO RACIONAL 
Determinar a vazão máxima em uma área de 2,8 km2 de área de
drenagem, sabendo-se que:
• 40% da área é de superfície arborizada; 
• 30% da área esta densamente urbanizada com ruas e calçadas 
pavimentadas e 
• 30% de área é de subúrbio com poucas edificações; 
• Intensidade da chuva: i = 85 mm/h.
EXEMPLO APLICAÇÃO DO MÉTODO RACIONAL
Tabela 2 – Valores de coeficiente C adotados pela Prefeitura de São Paulo (Wilken, 
1978)
MÉTODO DO HIDROGRAMA UNITÁRIO 
• Hidrograma Unitário é o hidrograma resultante de um escoamento superficial de
volume unitário (1mm).
• É uma ferramenta de transformação de dados de chuva em vazão (Função de
Transferência). O conceito é atribuído a Sherman e data de 1932.
• Considera que a precipitação efetiva e unitária tem intensidade constante ao longo
de sua duração e distribui-se uniformemente sobre toda a área de drenagem.
• Com a teoria do hidrograma unitário é possível calcular a resposta da bacia a
eventos de chuva diferentes, considerando que a resposta é uma soma das
respostas individuais.
O método apresenta três Princípios Fundamentais, que são:
I) PRINCÍPIO DA CONSTÂNCIA DO TEMPO DE BASE: 
Para chuvas efetivas de intensidade constante e iguais durações, os tempos de escoamento
superficial direto são iguais.
0
2
4
6
8
10
12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Tempo (h)
Vaz
ão (
m3/
s)
0
10
20
30
40
50
60
Pre
cipi
taçã
o (m
m)
Constância do tempo de base
II) PRINCÍPIO DA PROPORCIONALIDADE DAS VAZÕES:
Duas chuvas de mesma duração, mas com volumes escoados diferentes resultam em
hidrograma cujas ordenadas são proporcionais aos correspondentes volumes escoados.
Princípio da Proporcionalidade 
III) PRINCÍPIO DE ADITIVIDADE OU SUPERPOSIÇÃO:
Precipitações anteriores não influenciam a distribuição no tempo do escoamento superficial de
uma dada chuva. O hidrograma total referente a duas ou mais chuvas efetivas é obtido
somando-se as ordenadas de cada um dos hidrogramas em tempos correspondentes.
Princípio da Superposição de Hidrogramas 
HIDROGRAMA UNITÁRIO SINTÉTICO
MÉTODO RACIONAL
No método racional adota-se um hidrograma em forma de um triângulo isósceles, com as
seguintes premissas:
• A base do triângulo é igual ao dobro do tempo de concentração: 2tc;
• A duração da chuva é igual ao tempo de concentração (tc);
• A vazão de pico é dada pela fórmula:
AiCQp ..278,0
REFERÊNCIAS
• VILLELA, S. Marcondes e MATTOS, A. Hidrologia Aplicada. SP – McGraw-Hill do Brasil, 1975;
• Linskey, Ray Keyers – Engenharia de Recursos Hídricos – tradução e adaptação: Luiz Pastorino. SP – McGraw-Hill do Brasil, Ed da Univ. de SP, 1978;
• Notas de aula prof. Antenor Barbosa – UFOP/DECIV
• PRUSKI, Fernado F. et all. Escaoemento Superficial – UFV, 2004
• Drenagem Urbana - Organizado por Carlos E.M. Tucci - Porto Alegre: ABRH/Editora da UFRGS, 1995.
• Drenagem urbana e controle de enchentes – Aluísio Canholi Pardo. São Paulo: Oficina de Textos, 2005.