5 - Águas de Superfície

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Águas de Superfície
Adaptado de Jorge e Uehara in Oliveira e Brito (2009)
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Águas de Superfície
São formadas pelo conjunto de rios e lagoas em seus variados tamanhos e ainda às massas de gelo e neve, nas suas diversas formas de ocorrência.
Realizam o trabalho mais intenso de desgaste das formas de relevo, além dos trabalhos de transporte e deposição de sedimentos, originado Deltas, Planícies Aluviais, etc.
Fatores antrópicos alteram significativamente o comportamento das águas de superfície através das diversas formas de uso do solo.
Analisar essas formas de uso de solo e interpretar seu papel na infiltração e no escoamento é uma tarefa fundamental para o estudo do comportamento das águas de superfície das bacias hidrográficas.
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Ciclo Hidrológico
Inicia-se com a evaporação que ocorre nos mares, rios e lagos. O vapor de água alcançando a atmosfera é distribuído pelos ventos e se precipita quando atinge temperaturas mais baixas. Quando chove sobre a superfície da Terra, uma parte da água se evapora e retorna à atmosfera; outra, se desloca sobre a superfície, constituindo as águas de escoamento superficial (rios e lagos). Parte da água das chuvas infiltra-se no solo, formando as águas subterrâneas. Além disso, uma pequena parcela é absorvida pelos animais e plantas, sendo utilizada no seu metabolismo. 
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Balanço Hídrico
Na escala de análise de uma bacia hidrográfica, representa a diferença entre as quantidades de água que entram e saem do sistema.
A entrada representa as precipitações pluviométricas e a saída o escoamento superficial, infiltração e evapotranspiração. 
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Escoamento Superficial
Também chamado de Deflúvio corresponde à parcela da água que permanece na superfície do terreno, sujeita à ação da gravidade que a conduz para cotas mais baixas.
É importante para o dimensionamento de obras hidráulicas, como barragens, para fins de abastecimento de água potável, geração de energia elétrica, irrigação, controle de cheias, navegação, lazer e etc.
Pode provocar a erosão dos solos, inundação de várzeas etc.
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Infiltração
Os solos e as rochas mais permeáveis apresentam maior capacidade de infiltração, favorecendo a rápida percolação da água para o lençol subterrâneo, reduzindo o escoamento superficial direto.
A infiltração influi nas características hidrológicas dos cursos de água. Os rios permanentes, que apresentam fluxo relativamente constante durante todo o ano, mesmo durante os períodos de tempo seco, são mantidos pelas descargas de água subterrânea armazenada nos aquíferos. Aqueles que fluem somente nos períodos de chuva, denominados de intermitentes ou periódicos, estão geralmente drenando água que permaneceu na superfície e não se infiltrou, apresentando assim, fluxo muito variável, como grandes cheias ou pequenas vazões.
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Evapotranspiração
Os fatores que influenciam a evapotranspiração são: temperatura do ar, umidade e vento.
A evapotranspiração de uma bacia hidrográfica pode ser estimada através do Balanço Hídrico, medindo-se as precipitações na bacia e vazões na seção em estudo.
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O papel da cobertura vegetal
O desmatamento é considerado uma alteração drástica no equilíbrio do balanço hídrico de uma região, proporcionando um aumento significativo do escoamento superficial e da infiltração, já que mais água atinge diretamente o solo.
É provável que, com o tempo, a infiltração sofra redução, tendo em vista a perda da serrapilheira e dos horizontes superficiais, mais porosos, dos solos, o que acabaria por se refletir no aumento ainda mais notável do escoamento superficial. 
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Efeito Splash de um pingo de chuva em solo desprotegido.
FONTE: LEINZ & AMARAL, 1998.
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Erosão laminar
Erosão linear
Entupimento do sistema de drenagem urbana
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Vazão
É o volume de água escoado na unidade de tempo, em uma determinada seção do curso de água. Ë geralmente, expressa em metros cúbicos por segundo (m3/s) ou em litros por segundo (l/s).
Devido ao comportamento sazonal das chuvas, a vazão de um rio é muito variável ao longo do ano, mas também, varia de ano para ano.
Chama-se frequência de uma vazão (Q) em uma seção de curso de água, o número de ocorrências da mesma em um dado intervalo de tempo, expressa em termos de Período de Retorno ou Período ou Tempo de recorrência (T).
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Vazão
As vazões podem ser classificadas em vazões normais e de vazões de cheia. As vazões normais são as que escoam normalmente no curso de água, enquanto as vazões de cheia são as que, ultrapassando um valor limite excedem a capacidade normal das seções de escoamento dos cursos de água, configurando as cheias.
O fenômeno das cheias podem provocar inundações, ou seja, danos mais ou menos importantes à ocupação do solo.
O conhecimento das vazões mínimas, médias (diárias, mensais e anuais) e máximas é utilizado no dimensionamento dos projetos de irrigação, abastecimento de água potável, navegação, usinas hidrelétricas, na determinação de volume útil de um reservatório a ser construído em um curso de água e no dimensionamento de obras hidráulicas, tais como, vertedouros de barragens, obras contra inundações etc. 
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Vazões do rio Cubatão - Jlle
 em diferentes eventos 
hidrológicos
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Eventos hidrológicos críticos:
Estiagem em julho de 2000 e 
Enchente em janeiro 2003
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Vazão
A correlação entre o nível de água do rio e a vazão correspondente, em uma determinada seção de medida, é denominada curva chave ou curva cota-descarga.
O Hidrograma é o gráfico de vazões em função do tempo. O gráfico das leituras de níveis de água em função do tempo denomina-se fluviograma.
Com a ajuda da curva chave, pode-se transformar o fluviograma em hidrograma.
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Bacia Hidrográfica
Também chamada de bacia de drenagem de um rio, até a seção considerada, ou exutório, é a área de drenagem que contém o conjunto de cursos de água, que convergem para esse rio, até a seção considerada, sendo portanto, limitada em superfície a montante, pelos divisores de água.
O conjunto de cursos de água denominada rede de drenagem está estruturada com todos os seus canais para conduzir a água e os detritos que lhe são fornecidos pelos terrenos da bacia de drenagem.
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Bacia Hidrográfica
A quantidade de água que atinge os rios está dependência das características físicas de sua bacia hidrográfica, da precipitação total e de seu regime, bem como das perdas devidas à evapotranspiração e à infiltração. 
As características físicas são definidas pelas características morfológicas, representadas pelo tipo de relevo, forma, orientação e declividade da bacia de drenagem e pelos aspectos geológicos, representados pelas estruturas, tipos litológicos, mantos de intemperismo e solos. Além desses aspectos a cobertura vegetal e o tipo de ocupação da bacia exercem também uma influência importante nas relações entre infiltração e escoamento superficial em uma bacia de drenagem
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Características Morfológicas
Forma de uma bacia hidrográfica é importante devido ao tempo de concentração, definido como o tempo entre a precipitação de uma gota de chuva no ponto mais afastado da bacia e seu exutório.
Relevo: expresso na declividade dos terrenos de uma bacia exerce grande influência sobre a velocidade do escoamento superficial, afetando o tempo que a água da chuva leva para concentrar-se nos leitos fluviais. O conhecimento da declividade e das curvas hipsométricas da bacia são úteis para o seu zoneamento, quanto ao uso e ocupação do solo, estudo de processos erosivos etc.
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Características Morfológicas
Padrão de drenagem: constitui o arranjo, em planta, dos rios e cursos de água dentro de uma bacia hidrográfica. Indicam a permeabilidade relativa do terreno e dos controles exercidos pelas estruturas e pelos tipos de rochas sobre a infiltração e os movimentos da água subterrânea. 
Densidade de drenagem constitui
um informativo sobre a permeabilidade do terreno
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Dinâmica Fluvial
Nos pontos onde a velocidade das águas aumenta, ocorre a erosão. Onde há decréscimo de velocidade, ocorre a sedimentação. 
A velocidade de um rio depende da declividade, do volume das águas, da forma da seção e da rugosidade do leito. Qualquer alteração dessas variáveis, modifica a velocidade das águas e, consequentemente, as condições de transporte (arraste, suspensão, saltação), deposição (por tamanho e densidade) ou erosão (abrasão, corrosão e cavitação). 
Morfologia Fluvial: canais retilíneos, anastomosados e meandrantes.
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Padrões de drenagem
Padrão Anastomosado 
Meandros abandonados