teorico (4)

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Saneamento 
Básico, Hidrologia e 
Drenagem Urbana
Hidrologia – Parte 2 
Responsável pelo Conteúdo:
Prof.ª Esp. Maria Clara Telles Caggiano
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Sandra Regina Fonseca
Nesta unidade, trabalharemos os seguintes tópicos:
• Escoamento Superficial e Subterrâneo;
• Infiltração;
• Evapotranspiração. Fonte: iStock/Getty Im
ages
Objetivos
• Apresentar as definições e as noções gerais da Hidrologia.
Caro Aluno(a)!
Normalmente, com a correria do dia a dia, não nos organizamos e deixamos para o úl-
timo momento o acesso ao estudo, o que implicará o não aprofundamento no material 
trabalhado ou, ainda, a perda dos prazos para o lançamento das atividades solicitadas.
Assim, organize seus estudos de maneira que entrem na sua rotina. Por exemplo, você 
poderá escolher um dia ao longo da semana ou um determinado horário todos ou alguns 
dias e determinar como o seu “momento do estudo”.
No material de cada Unidade, há videoaulas e leituras indicadas, assim como sugestões 
de materiais complementares, elementos didáticos que ampliarão sua interpretação e 
auxiliarão o pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de 
discussão, pois estes ajudarão a verificar o quanto você absorveu do conteúdo, além de 
propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de 
troca de ideias e aprendizagem.
Bons Estudos!
Hidrologia – Parte 2 
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Contextualização
Através do estudo desta unidade, você vai sentir a importância e a necessidade 
da Hidrologia.
Antes de começar, analise a notícia a seguir a respeito do tema.
Tóquio se prepara para o aumento do nível do mar com um gigantesco sistema de escoa-
mento subterrâneo, leia o artigo no site: https://goo.gl/AKrKXU
Pesquisadores do IPT indicam ‘infraestrutura verde’ como complementação ao manejo das 
águas urbanas, leia no site: https://goo.gl/aXsNnp
6
Usuario
Destacar
https://goo.gl/aXsNnp
7
Escoamento Superficial e Subterrâneo 
Na unidade anterior, conforme foi estudado, a existência da água nos continentes é 
devido à precipitação, ou seja, recapitulando:
“O fenômeno da precipitação é o conjunto de águas originadas do vapor de água 
atmosférico que cai, em estado líquido ou sólido, sobre a superfície da terra. O conceito 
engloba, portanto, não somente a chuva, mas também a neve, granizo, nevoeiro, sereno 
e a geada, ou seja, o elemento alimentador da fase terrestre do ciclo hidrológico e cons-
titui um fator importante para os processos de escoamento superficial direto, infiltração, 
evaporação, transpiração, recarga de aquíferos, vazão básica dos rios e outros.”
Figura 1 – Esquema: Ciclo Hidrológico
Fonte: progestao.ana.gov.br
O escoamento superficial é uma das fases básicas do ciclo hidrológico, talvez a 
mais importante para o engenheiro, que é a fase que trata da ocorrência e transporte 
da água na superfície terrestre, pois a maioria dos estudos hidrológicos estão ligados 
ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os fenômenos provocados 
pelo seu deslocamento.
7
Usuario
Destacar
 fenômeno da precipitação é o conjunto de águas originadas do vapor de águanullnullatmosférico que cai, em estado líquido ou sólido, sobre a superfície da terra
Usuario
Destacar
O escoamento superficial é uma das fases básicas do ciclo hidrológico, talvez anullnullmais importante para o engenheiro, que é a fase que trata da ocorrência e transportenullnullda água na superfície terrestre, pois a maioria dos estudos hidrológicos estão ligadosnullnullao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os fenômenos provocadosnullnullpelo seu deslocamento.
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Tabela 1
Grandezas que caracterizam o Escoamento Superficial
Vazão (Q) A vazão é o volume escoado por unidade de tempo, (Vs ou m3/s)
Coeficiente de Escoamento 
Superficial (C)
É a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água 
precipitado (c= volume escoado/ volume precipitado)
Tempo de Concentração (tc)
É tempo gasto para que toda a bacia contribua para o escoamento superficial na seção 
considerada. Pode ser estimado por vários métodos, os quais resultam em valores 
bem distintos.
Tempo de Recorrência ou 
Período de Retorno (T)
É o período de tempo médio em que um determinado evento (neste caso, vazão) é 
igualado ou superado pelo menos uma vez. A recomendação do número de anos a ser 
considerado é bastante variada: alguns autores recomendam período de retorno de 10 
anos, para projetos de conservação de solos. Outros recomendam o período de retorno 
de 10 anos somente para o dimensionamento de projetos de saneamento agrícola, em 
que as enchentes não trazem prejuízos muito expressivos. E ainda, para projetos em 
áreas urbanas ou de maior importância econômica, recomenda-se utilizar o período 
de retorno de 50 ou 100 anos.
Nível de Água (h)
Uma das medidas mais fáceis de serem realizadas em um curso d’água é expressa 
em metros e se refere à altura atingida pelo nível d’água em relação a um nível de 
referência. Normalmente as palavras cheia e inundação estão relacionadas ao nível 
d’água atingido. Denominar-se-á cheia a uma elevação normal do curso d’água dentro 
do seu leito, e inundação à elevação não usual do nível, provocando transbordamento 
e possivelmente prejuízos.
Tabela 2
Métodos de Estimativa do Escoamento Superficial
Método Observações
Medição do Nível de Água É o mais preciso, requer vários postos fluviométricos
Modelo Chuva - Vazão Calibrados Possue boa precisão - Métodos baseados na hidrógrafa
Modelo Chuva - Vazão não Calibrado Possui média precisão utiliza-se métodos baseados no Método Racional
Fórmulas Empíricas Baixa precisão - Meyer, Gregory, etc.
Medição do Nível de Água
A estimativa do escoamento superficial por meio de medição do nível de água é rea-
lizada em postos fluviométricos, onde a altura do nível de água é obtida com auxílio das 
réguas linimétricas ou por meio dos linígrafos. De posse das alturas, pode-se estimar a 
vazão em uma determinada seção do curso d’água por meio de uma curva-chave. A esta 
curva, relaciona uma altura do nível do curso d’água a uma vazão.
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Usuario
Destacar
 vazão é o volume escoado por unidade de tempo, (Vs ou m3/s)
Usuario
Destacar
É a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de águanullnullprecipitado (c= volume escoado/ volume precipitado
Usuario
Destacar
mpo gasto para que toda a bacia contribua para o escoamento superficial na seçãonullnullconsiderada
Usuario
Destacar
É te
Usuario
Destacar
É o período de tempo médio em que um determinado evento (neste caso, vazão) énullnulligualado ou superado pelo menos uma vez.
Usuario
Destacar
Uma das medidas mais fáceis de serem realizadas em um curso d’água é expressanullnullem metros e se refere à altura atingida pelo nível d’água em relação a um nível denullnullreferência.
Usuario
Destacar
 o mais preciso, requer vários postos fluviométricos
Usuario
Destacar
ossue boa precisão - Métodos baseados na hidrógrafa
Usuario
Destacar
Possui média prec
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Destacar
Baixa precisão - Meyer, Gregory, etc.
Usuario
Destacar
A estimativa do escoamento superficial por meio de medição do nível de água é realizada em postos fluviométricos,
Usuario
Destacar
onde a altura do nível de água é obtida com auxílio dasnullnullréguas linimétricas ou por meio dos linígrafos
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Figura 2 – Instalação de Réguas Linimétricas
Fonte: ana.gov.br
Medidores de nível, no link a seguir: https://goo.gl/rpptrV
Modelos Chuva-Vazão Calibrados
O Método do Hidrograma, Hidrógrafa ou Fluviograma é a representação gráfica da 
variação da vazão em relação ao tempo.
A seguir, é apresentadoum hidrograma com as vazões médias diárias para um ano.
Figura 3 – Hidrograma-Registro de descargas diárias do Rio Tietê
Fonte: Villela, 1975
9
Usuario
Destacar
O Método do Hidrograma, Hidrógrafa ou Fluviograma é a representação gráfica danullnullvariação da vazão em relação ao tempo.
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Hidrograma Unitário
O hidrograma pode ser entendido como resposta da bacia hidrográfica, em função 
de suas características fisiográficas que regem as relações entre chuva e escoamento de 
uma bacia hidrográfica a uma dada precipitação e a contribuição de um aquífero. “Na 
seção do curso de água, onde se está registrando a vazão, verifica-se que após o início 
da precipitação, decorrido certo intervalo de tempo (instante to), o nível da água começa 
a elevar-se. A vazão cresce desde o instante correspondente ao ponto A, até o instante 
correspondente ao ponto C, quando atinge seu valor máximo.” (Souza Pinto, 1976).
to
tc
A
B
C
tempo
Q
Figura 4
Terminada a precipitação, o escoamento superficial prossegue durante certo tempo 
e a curva de vazão vai decrescendo (trecho CB). A vazão neste trecho se deve princi-
palmente à diminuição da espessura da lâmina d’água sobre a superfície do solo. A este 
trecho denomina-se curva de depleção do escoamento superficial. Esta região termina 
quando o escoamento superficial acaba (fim da lâmina d’água), restando somente o es-
coamento subterrâneo.
Recessão: nesta fase, somente o escoamento subterrâneo está contribuindo para a 
vazão total do rio. 
As características físicas da bacia, bem como as ocorrências e tipos de precipitações 
influenciam a forma do Hidrograma ESD.
O ietograma (hidrógrafa de uma chuva isolada) de uma precipitação ocorrida na bacia 
e a curva de vazão correspondente registrada em uma seção de um curso d’água. A con-
tribuição total para o escoamento na seção considerada é devido: 
1. à precipitação recolhida diretamente pela superfície livre das águas; 
2. ao escoamento superficial direto (incluindo o escoamento subsuperficial);
3. ao escoamento básico (contribuição do lençol de água subterrânea). 
10
Usuario
Destacar
O hidrograma pode ser entendido como resposta da bacia hidrográfica
Usuario
Destacar
m funçãonullnullde suas características fisiográficas que regem as relações entre chuva e escoamento denullnulluma bacia hidrográfica a uma dada precipitação e a contribuição de um aquífero. 
Usuario
Destacar
A estenullnulltrecho denomina-se curva de depleção do escoamento superficial
Usuario
Destacar
diminuição da espessura da lâmina d’água sobre a superfície do solo
Usuario
Destacar
fim da lâmina d’água
Usuario
Destacar
Recessão:
Usuario
Destacar
As características físicas da bacia, bem como as ocorrências e tipos de precipitaçõesnullnullinfluenciam a forma do Hidrograma ESD.
Usuario
Destacar
O ietograma (hidrógrafa de uma chuva isolada) de uma precipitação ocorrida na bacianullnulle a curva de vazão correspondente registrada em uma seção de um curso d’água
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PRECIPITAÇÃO
PARTE DA PRECIPITAÇÃO
QUE INFILTRA
PRECIPITAÇÃO EFETIVA
VAZÃO
ESCOAMENTO SUPERFICIAL DIRETO
ESCOAMENTO BÁSICO
TEMPO
A
B
C
E
D
t0 tA tB tC
Figura 5 – Ietograma e Hidrografa de uma chuva isolada
Fonte: ufrrj.br
Pesquise mais em: https://goo.gl/3XtX7s
Modelos Chuva-Vazão não Calibrados
Método Racional
A estimativa da vazão do escoamento produzido pelas chuvas em determinada área 
é fundamental para o dimensionamento dos canais coletores, interceptores ou drenos. 
Existem várias equações para estimar esta vazão, sendo muito conhecido o uso da equa-
ção racional. Método desenvolvido pelo irlandês Thomas Mulvaney, 1851. Seu uso é 
limitado a pequenas áreas (até 80 ha). Este método é utilizado quando se tem muitos 
dados de chuva e poucos dados de vazão. A equação racional estima a vazão máxima de 
escoamento de uma determinada área sujeita a uma intensidade máxima de precipita-
ção, com um determinado tempo de concentração, a qual é assim representada:
Q
C.I.A
=
360 em que:
• Q = vazão máxima de escoamento, em m3/s; 
• C = coeficiente de runoff;
• I = intensidade média máxima de precipitação, em mm/h;
• A = área de contribuição da bacia, em ha.
Obs.: Este método possui limitações.
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Usuario
Destacar
A estimativa da vazão do escoamento produzido pelas chuvas em determinada áreanullnullé fundamental para o dimensionamento dos canais coletores, interceptores ou drenos.
Usuario
Destacar
ndo muito conhecido o uso da equa-nullnullção racional
Usuario
Destacar
Este método é utilizado quando se tem muitosnullnulldados de chuva e poucos dados de vazão
Usuario
Destacar
A equação racional estima a vazão máxima denullnullescoamento de uma determinada área sujeita a uma intensidade máxima de precipita-nullnullção, com um determinado tempo de concentração, a qual é assim representada:
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Método Racional Modificado
Este método deve ser utilizado para áreas maiores que 80 há, até 200 ha.
Q
C.I.A.D
D
�
� �
360
1 0 009
2
( , . )
L
Onde: L= comprimento axial da bacia, em km.
Método de I - Pai - Wu
Método desenvolvido em 1963, sendo aplicado para áreas maiores que 200 ha, até 
20.000 ha.
Q
C*.I. K
0,9
=
A
360
C*=(2/1+F). C/(4/(2+F))
F L
A
=
p
Fórmulas Empíricas
A estimativa por meio de fórmulas empíricas deve ser utilizada somente na impossi-
bilidade do emprego de outra metodologia. 
A utilização das fórmulas empíricas é principalmente alvo de estudos de previsão 
de enchentes.
Infiltração
As águas provenientes das precipitações que venham a ficar retidas no terreno ou a 
escoar superficialmente podem infiltrar no solo por efeito da gravidade ou de capilaridade, 
passando a formar a fase subterrânea do ciclo hidrológico. É um processo de grande im-
portância prática, pois afeta diretamente o escoamento superficial, que é o componente 
do ciclo hidrológico responsável pelos processos de erosão e inundações.
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Usuario
Destacar
As águas provenientes das precipitações que venham a ficar retidas no terreno ou anullnullescoar superficialmente podem infiltrar no solo por efeito da gravidade ou de capilaridade,nullnullpassando a formar a fase subterrânea do ciclo hidrológico
Usuario
Destacar
 um processo de grande importância prática, pois afeta diretamente o escoamento superficial, que é o componentenullnulldo ciclo hidrológico responsável pelos processos de erosão e inundações.
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O fenômeno da infiltração é função das características do solo, do relevo e dos obstáculos 
oferecidos ao escoamento superficial, notoriamente do tipo e porte da vegetação da área.
 O perfil típico de umidade do solo, durante a infiltração, está apresentado esquema-
ticamente na Figura a seguir.
H0
Umidade (�)
Pr
of
un
di
da
de
 (z
)
L
�2 �5
Frente de Umedecimento
Zona de Umedecimento
Zona de Transmissão
Zona de Transição
Zona de Saturação
Figura 6
Zona de saturação: corresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm e, como sugere 
o nome, é uma zona 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 zona com espessura em torno de 5 cm, cujo teor de umi-
dade 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 espa-
ço 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 gran-
de gradiente hidráulico, havendo uma variação bastante abrupta da umidade. A frente de 
umedecimento representa o limitevisível da movimentação de água no solo.
Uma chuva com intensidade constante infiltra completamente no início e gera esco-
amento no fim, conforme representado nos gráficos a seguir.
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Usuario
Destacar
 perfil típico de umidade do solo, durante a infiltração, está apresentado esquematicamente na Figura a seguir.
Usuario
Destacar
orresponde a uma camada de cerca de 1,5 cm e, como sugerenullnullo nome, é uma zona em que o solo está saturado, isto é, com um teor de umidade igualnullnullao teor de umidade de saturação.
Usuario
Destacar
é uma zona com espessura em torno de 5 cm, cujo teor de umidade decresce rapidamente com a profundidade.
Usuario
Destacar
Esta zona é caracterizada por uma pequena variação da umidade em relação ao espa-nullnullço e ao tempo.
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Destacar
 uma região caracterizada por uma grande redução nonullnullteor de umidade com o aumento da profundidade.
Usuario
Destacar
A frente denullnullumedecimento representa o limite visível da movimentação de água no solo.
Usuario
Destacar
compreende uma pequena região na qual existe um grande gradiente hidráulico
Usuario
Destacar
Uma chuva com intensidade constante infiltra completamente no início e gera escoamento no fim, conforme representado nos gráficos a seguir.
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
início do escoamento
intensidade da chuva
capacidade de in�ltração
tempo
In
�l
tra
çã
o
Pr
ec
ip
ita
çã
o
início do escoamento
intensidade da chuva
capacidade de in�ltração
tempo
In
�l
tra
çã
o
Pr
ec
ip
ita
çã
o
volume escoado
volume in�ltrado
Figura 7
A análise físico-matemática do processo de infiltração da água no solo pode ser feita 
através da equação de Darcy, originalmente deduzida para solos saturados e represen-
tada pela equação:
q=-ko.∂H/∂z
em que:
q = densidade de fluxo, mm.h-1;
Ko = condutividade hidráulica do solo saturado, mm.h-1;
H = potencial total da água no solo, mm; e
z = distância entre os pontos considerados, mm.
Leia mais sobre Processos Hidrológicos água no solo: https://goo.gl/tAAG5A
14
Usuario
Destacar
A análise físico-matemática do processo de infiltração da água no solo pode ser feitanullnullatravés da equação de Darcy,
15
A infiltração é um processo que depende, em maior ou menor grau, de diversos fato-
res, dentre os quais, destacam-se:
Tabela 3
Fatores que Intervém na Capacidade de Infiltração
Condição da superfície
A natureza da superfície considerada é fator determinante no processo de infiltração. 
As áreas urbanizadas apresentam menores velocidades de infiltração que áreas 
agrícolas, principalmente devido as ruas e calçadas pavimentadas.
Tipo de solo A textura e a estrutura são propriedades que influenciam expressivamentea infiltração.
Condição do solo
Em geral, o preparo do solo tende a aumentar a capacidade de infiltração. Mas, caso 
o preparo e de manejo do solo forem inadequadas, a sua capacidade de infiltração 
poderá tornar-se inferior à de um solo sem preparo, principalmente se a cobertura 
vegetal presente for removida.
Umidade inicial do solo Para um mesmo solo, a capacidade de infiltração será tanto maior quanto mais seco estiver o solo inicialmente.
Carga Hidráulica Quanto maior for a carga hidráulica, isto é a espessura da lâmina de água sobre a superfície do solo, maior deverá ser a taxa de infiltração.
Temperatura A velocidade de infiltração aumenta com a temperatura, devido à diminuição da viscosidade da água.
Presença de fendas
Rachaduras e canais biológicos originados por raízes decompostas ou pela fauna 
do solo: estas formações atuam como caminhos preferenciais por onde a água se 
movimenta com pouca resistência e, portanto, aumentam a capacidade de infiltração.
Compactação do solo por 
máquinas e/ou por animais
O trafégo intensivo de máquinas sobre a superfície do solo, produz uma camada 
compactada que reduz a capacidade de infiltração do solo. Solos em áreas de 
pastagem também sofrem intensa compactação pelos cascos dos animais.
Compactação do solo
pela ação da chuva
As gotas da chuva, ou irrigação, ao atingiram a superfície do solo podem promover 
uma compactação desta, reduzindo a capacidade de infiltração. A intensidade 
dessa ação varia com a quantidade de cobertura vegetal, com a energia cinética da 
precipitação e com a estabilidade dos agregados do solo.
Cobertura vegetal
O sistema radicular das plantas cria caminhos preferenciais para o movimento da água 
no solo o que, consequentemente, aumenta a TI. A presença de cobertura vegetal 
reduz ainda o impacto das gotas de chuva e promove o estabelecimento de uma 
camada de matéria orgânica em decomposição que favorece a atividade microbiana, 
de insetos e de animais o que contribui para formar caminhos preferenciais para o 
movimento da água no solo. A cobertura vegetal também age no sentido de reduzir a 
velocidade do escoamento superficial e, portanto, contribui para aumentar o volume 
de água infiltrada.
Capacidade de infiltração (CI)
É a quantidade máxima de água que pode infiltrar no solo em um dado intervalo de 
tempo, sendo expresso geralmente em mm.h-1. A capacidade de infiltração só é atingi-
da durante uma chuva se houver excesso de precipitação.
Caso contrário, a taxa de infiltração da água do solo não é máxima, não se igualan-
do à capacidade de infiltração. A CI apresenta magnitude alta no início do processo e, 
com o transcorrer do mesmo, esta atinge um valor aproximadamente constante após 
um longo período de tempo. Da mesma forma como citado anteriormente, este valor é 
denominado taxa de infiltração estável, comumente conhecido com VIB.
15
Usuario
Destacar
A infiltração é um processo que depende, em maior ou menor grau, de diversos fatores, dentre os quais, destacam-se:
Usuario
Destacar
A natureza da superfície considerada é fator determinante no processo de infiltração.
Usuario
Destacar
s áreas urbanizadas apresentam menores velocidades de infiltração que áreasnullnullagrícolas, principalmente devido as ruas e calçadas pavimentadas.
Usuario
Destacar
 textura e a e
Usuario
Destacar
strutura são propriedades que influenciam expressivamentenullnulla infiltraç
Usuario
Destacar
m geral, o preparo do solo tende a aumentar a capacidade de infiltração. 
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Destacar
ara um mesmo solo, a capacidade de infiltração será tanto maior quanto mais seconullnullestiver o solo inicialmente.
Usuario
Destacar
uanto maior for a carga hidráulica, isto é a espessura da 
Usuario
Destacar
A velocidade de infiltração aumenta com a temperatura, devido à diminuição danullnullviscosidade da água.
Usuario
Destacar
Rachaduras e canais biológicos originados por raízes decompostas ou pela faunanullnulldo solo
Usuario
Destacar
O trafégo intensivo de máquinas sobre a superfície do solo, produz uma camadanullnullcompactada que reduz a capacidade de infiltração do solo. 
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Destacar
As gotas da chuva, ou irrigação, ao atingiram a superfície do solo podem promovernullnulluma compactação desta, reduzindo a capacidade de infiltração. 
Usuario
Destacar
 sistema radicular das plantas cria caminhos preferenciais para o movimento da águanullnullno solo o que, consequentemente, aumenta a TI.
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Destacar
É a quantidade máxima de água que pode infiltrar no solo em um dado intervalo denullnulltempo, sendo expresso geralmente em mm.h-1.
Usuario
Destacar
Caso contrário, a taxa de infiltração da água do solo não é máxima, não se igualando à capacidade de infiltração.
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Destacar
Da mesma forma como citado anteriormente, este valor énullnulldenominado taxa de infiltração estável, comumente conhecido com VIB.
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
solo inicialmente úmido
solo inicialmente úmido
ve
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cid
ad
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nf
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çã
o a
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ulad
a
tempo
Figura 8 – Infi ltração acumulada e taxa de infi ltração em função do tempo
para um solo com diferentes conteúdos de umidade inicial
Métodos de Determinação da Capacidade de Infiltração
Os métodos usados para se determinar a capacidade de infiltração da água no solo são:
Infiltrômetro de anel, exemplos nos links a seguir:
https://goo.gl/aLRfCX e https://goo.gl/Yi4ec3
Simuladores de chuva ou infiltrômetro de aspersão
Figura 9
Fonte: UFFRJ
16
Usuario
Destacar
Os métodos usados para se determinar a capacidade de infiltração da água no solo são:
Usuario
Destacar
Simuladores de chuva ou infiltrômetro de aspersão
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Equações Representativas da Infiltração
A infiltração acumulada d’água no solo (I) pode ser descrita por várias equações, sen-
do que iremos apresentar as duas equações empíricas mais utilizadas:
• Equação de Horton – Leia em: https://goo.gl/y9Dem7
• Equação Potencial (Kostiakov - 1932) – Leia mais : https://goo.gl/G4dWZX (aplicação prática)
• Equação Potencial Modificada (Kostiakov-Lewis) – Leia mais : https://goo.gl/xjBJhk; 
Pesquisa mais: https://goo.gl/itB6YW; https://goo.gl/CV4ih7
Evapotranspiração
São três os reservatórios naturais de água na superfície da Terra: os reservatórios de 
água livre (lagos, rios, canais e etc.) denominados de “superfície de água livre”, os poros 
capilares e não capilares que caracterizam a capacidade de contenção ou armazenamen-
to do solo, e os tecido das plantas” (Ramos, F. et. al., 1989).
Nesta unidade, você entenderá a forma com que acontece a perda de água desses 
reservatórios através da evaporação, da transpiração e da evapotranspiração.
Antes de entrar nos detalhes do processo de evapotranspiração, deve-se enfatizar 
sua importância no ciclo hidrológico. De toda a precipitação que ocorre sobre os 
continentes, 57% evapora, enquanto que nos oceanos, a evaporação corresponde a 
112% do total precipitado. Em uma região semiárida, cerca de 96% da precipitação 
total anual pode evaporar. A evapotranspiração diária pode variar em uma faixa de 0 
a 12 mm por dia. Durante uma chuva intensa, a evaporação é reduzida a um mínimo, 
por causa das condições de saturação do ar, entretanto, a evapotranspiração entre as 
tormentas é normalmente suficiente para deplecionar completamente a umidade do 
solo em regiões áridas e tem influência significativa na umidade do solo e nas respostas 
hidrológicas futuras em todos os lugares. Por exemplo, a evaporação do lago Nasser, 
formado pela barragem de Assuã, no Egito, é da ordem de 15% da vazão anual média 
do Rio Nilo. As perdas de água dessa magnitude influenciam o projeto, a operação e 
o gerenciamento de recursos hídricos que afetam muitos países” (Bras, R. L., 1990).
Esquema de Ciclo Hidrológico: https://goo.gl/6RXUdY
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Usuario
Destacar
A infiltração acumulada d’água no solo (I) pode ser descrita por várias equações, sendo que iremos apresentar as duas equações empíricas mais utilizadas:
Usuario
Destacar
São três os reservatórios naturais de água na superfície da Terr
Usuario
Destacar
s reservatórios denullnullágua livre (lagos, rios, canais e etc.)
Usuario
Destacar
uperfície de água livre
Usuario
Destacar
orosnullnullcapilares e não capilares que caracterizam a capacidade de contenção ou armazenamento do solo, e os tecido das plantas
Usuario
Destacar
De toda a precipitação que ocorre sobre osnullnullcontinentes, 57% evapora,
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Destacar
oceanos, a evaporação corresponde anullnull112% do total precipitado
Usuario
Destacar
cerca de 96% da precipitaçãonullnulltotal anual pode evapora
Usuario
Destacar
Durante uma chuva intensa, a evaporação é reduzida a um mínimo,nullnullpor causa das condições de saturação do ar, entretanto, a evapotranspiração entre asnullnulltormentas é normalmente suficiente para deplecionar completamente a umidade donullnullsolo em regiões áridas e tem influência significativa na umidade do solo e nas respostasnullnullhidrológicas futuras em todos os lugares. 
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Evaporação
Evaporação é um conjunto de fenômenos físicos, que propicia mudança de estado da 
água ou outro líquido qualquer, do líquido para o gasoso.
Água ou Solo
Figura 10 – Evaporação da água das superfícies da água livre, vegetação úmida ou do solo
Temperatura
Evaporação
Vento
Figura 11
O processo de evaporação pode ser responsável pela perda de um volume substancial 
da água que faz parte do volume útil de um reservatório. Isto significa perda de água po-
tável para o abastecimento e irrigação, perda de potencial gerador de energia elétrica etc. 
Surge então a necessidade de conhecimento do processo de evaporação, dos principais 
fatores intervenientes e até mesmo dos possíveis métodos de redução da evaporação.
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Usuario
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O processo de evaporação pode ser responsável pela perda de um volume substancialnullnullda água que faz parte do volume útil de um reservatório
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Transpiração
Transpiração é um conjunto de fenômenos fisiológicos que se dão através dos se-
res vivos, que promovem a mudança do estado líquido da água para o estado gasoso, 
transferindo-a para a atmosfera. No caso de solos vegetados, ocorrem simultaneamente 
a evaporação do solo e a transpiração das plantas. A este conjunto denomina-se evapo-
transpiração.” (Vieira, D.B. et.al., 1986).
Para saber a quantidade de água necessária para a irrigação, é necessário calcular o 
volume de água que será transpirado pelas plantas e evaporado pelo solo.
Evapotransporização
Em ciência e engenharia, utiliza-se frequentemente o termo Evapotranspiração. Ele é 
a soma total da evaporação e da transpiração. O termo procura responder à dificuldade 
em separar os dois fenômenos na situação usual em que a cobertura vegetal não é com-
pleta. Com a atual dificuldade crescente de obtenção de água em condições de consumo 
e seu custo também crescente, torna-se fácil visualizar a necessidade de estudos mais 
profundos sobre a evapotranspiração.
Evapotranspiração (ET= E+T)
Figura 12
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Transpiração é um conjunto de fenômenos fisiológicos que se dão através dos seres vivos, que promovem a mudança do estado líquido da água para o estado gasoso,nullnulltransferindo-a para a atmosfera
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Para saber a quantidade de água necessária para a irrigação, é necessário calcular onullnullvolume de água que será transpirado pelas plantas e evaporado pelo solo.
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m ciência e engenharia, utiliza-se frequentemente o termo Evapotranspiração
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énullnulla soma total da evaporação e da transpiração.
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O termo procura responder à dificuldadenullnullem separar os dois fenômenos na situação usual em que a cobertura vegetal não é completa. 
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Evaporação Potencial
A Evaporação Potencial é a taxa de evaporação de uma dada superfície, controlada 
climaticamente, quando a quantidade disponível e a taxa de alimentação de água à su-
perfície são ilimitadas.
Transpiração Real
A Transpiração é a evaporação que ocorre das folhas das plantas, através das abertu-
ras dos estômatos. Novamente, dada uma taxa ilimitada de alimentação de água na zona 
das raízes, a Transpiração Potencial é uma função do clima e da fisiologia da planta.
A Transpiração real, sob condições limitadas de água, depende da habilidade da planta 
em extrair a umidade do solo parcialmente saturado com capacidade limitada de transferir 
água. Assim, a Evaporação Potencial é correspondente à máxima evaporação possível de 
uma determinada área. Seu estudo é importante, por exemplo, quando se quer analisar a 
perda de água de um reservatório por evaporação.
Evapotranspiração Potencial
A Evapotranspiração é a perda de água que ocorre numa determinada bacia, conside-
rando-se a evaporação e a transpiração dos vegetais. 
AEvapotranspiração Potencial é um valor de referência, pois caracteriza a perda de 
água da bacia como se toda a vegetação fosse um gramado de uma espécie vegetal padro-
nizada. Portanto, é um índice que independe das características particulares de transpira-
ção da cultura plantada na região estudada, levando em conta apenas o clima, o tipo de 
solo e as superfícies livres de água na bacia.
Uma das maneiras de se determinar a Evapotranspiração Potencial é a partir da Evapo-
ração Potencial, utilizando um coeficiente kp que particulariza o tipo de solo, ventos, entre 
outros. Como se verá adiante, esta última é mais fácil de ser determinada, utilizando-se, 
por exemplo, tanques apenas com água.
Evapotranspiração Real
A Evapotranspiração Real constitui a perda de água que realmente ocorre na bacia, 
considerando a vegetação existente. Pode-se determinar a Evapotranspiração Real indi-
retamente a partir da Evapotranspiração Potencial através de um coeficiente kc particular 
para cada tipo de cultura.
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A Evaporação Potencial é a taxa de evaporação de uma dada superfície, controladanullnullclimaticamente, quando a quantidade disponível e a taxa de alimentação de água à superfície são ilimitadas.
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A Transpiração é a evaporação que ocorre das folhas das plantas, através das aberturas dos estômatos. 
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A Transpiração real, sob condições limitadas de água, depende da habilidade da plantanullnullem extrair a umidade do solo parcialmente saturado com capacidade limitada de transferirnullnullágua
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Evaporação Potencial é correspondente à máxima evaporação possível denullnulluma determinada área.
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 Evapotranspiração é a perda de água que ocorre numa determinada bacia, considerando-se a evaporação e a transpiração dos vegetais.
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 Evapotranspiração Potencial é um valor de referência, pois caracteriza a perda denullnullágua da bacia como se toda a vegetação fosse um gramado de uma espécie vegetal padronizada
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A Evapotranspiração Real constitui a perda de água que realmente ocorre na bacia,nullnullconsiderando a vegetação existente.
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Evapotranspiração Real indiretamente a partir da Evapotranspiração Potencial através de um coeficiente kc particularnullnullpara cada tipo de cultura.
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 a partir da Evaporação Potencial, utilizando um coeficiente kp que particulariza o tipo de solo, ventos, entrenullnulloutros
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MÉTODOS DIRETOS E INDIRETOS DE DETERMINAÇÃO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO
EVAPORAÇÃO
POTENCIAL
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
REAL
EVAPOTRANSPIRAÇÃO
POTENCIAL
Kp Kc
Figura 13
Métodos de Determinação da Evaporação Potencial
A evaporação é um fenômeno de natureza física no qual as moléculas de água pas-
sam do estado líquido para o estado gasoso. Ocorre nas superfícies líquidas de reserva-
tórios, lagos e rios, na superfície dos solos úmidos etc. O processo físico da evaporação 
é função, principalmente, da temperatura e umidade, sendo influenciado ainda pela 
pressão atmosférica, velocidade média do vento na região, sólidos solúveis, umidade e 
natureza do solo. Regiões de clima seco e quente favorecem a evaporação, ao passo que 
em regiões de clima frio e úmido ocorre o contrário. A Evaporação Potencial é a taxa 
de evaporação de uma dada superfície, controlada climaticamente, quando a quantidade 
disponível e a taxa de alimentação de água à superfície são ilimitadas.
MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO DE EVAPORAÇÃO POTENCIAL
DIREITA INDIREITA
1
2
3
4
5
MÉTODO PENMAN
MÉTODO DA TRABEFERÊNCIA
DE MASSA
MÉTODO DA ENERGIA
MÉTODO DO BALANÇO HÍDRICO
MÉTODO DAS FÓRMULAS
EMPÍRICAS
EV
AP
OR
ÍM
ET
RO
AT
M
ÔM
ET
RO
S
EVAPÓGRAFO DE BALANÇA
TANQUE CLASSE 
A-USWB
TANQUE
GGI-3000
TANQUE DE 20M3
TANQUE
FLUTUANTE
OUTROS TANQUES
LIVINGSTON
BELLANI
PICHÉ
Figura 14
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A evaporação é um fenômeno de natureza física no qual as moléculas de água passam do estado líquido para o estado gasoso
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O processo físico da evaporaçãonullnullé função, principalmente, da temperatura e umidade, sendo influenciado ainda pelanullnullpressão atmosférica, velocidade média do vento na região, sólidos solúveis, umidade enullnullnatureza do solo. 
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egiões de clima seco e quente favorecem a evaporação, ao passo quenullnullem regiões de clima frio e úmido ocorre o contrário
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 Evaporação Potencial é a taxanullnullde evaporação de uma dada superfície, controlada climaticamente, quando a quantidadenullnulldisponível e a taxa de alimentação de água à superfície são ilimitadas.
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Métodos de determinação da Evaporação Potencial pelo Método Direto
Devido ao custo e a simplicidade de operação, os tanques de evaporação têm sido uti-
lizados. O coeficiente de conversão lago x tanque permanece razoavelmente constante 
de ano para ano, e para dada região. A seguir, estão descritos os tanques mais utilizados.
Figura 15 – Tanque classe A – US Weather Bureau
Fonte: ESALQ/USP
Figura 16 – Tanque GGI – 3000
Fonte: USP
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Devido ao custo e a simplicidade de operação, os tanques de evaporação têm sido utilizados.
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Figura 17 – Tanque de 20 m2
Fonte:USP
Atmômetros
De acordo com Livingston, atmômetro é qualquer instrumento usado para medição 
ou estimativa de diferentes intensidades de evaporação. Os principais tipos de atmôme-
tros são descritos a seguir:
1. Atmômetro de Livingston: O atmômetro de Livingston apresenta diferentes 
valores de evaporação de acordo com a cor da esfera de porcelana (pode ser 
branca ou preta), que afeta a absorção da radiação solar.
2. Atmômetro de Bellani: É semelhante ao atmômetro de Livingston, com exce-
ção de que a esfera é substituída por um prato liso. 
Figura 18 – POLI/USP
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De acordo com Livingston, atmômetro é qualquer instrumento usado para mediçãonullnullou estimativa de diferentes intensidades de evaporação
UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
Atmômetro de Piché no link a seguir: https://goo.gl/jxWPob
Evaporógrafo de Balança
Determinação Indireta da Evaporação Potencial
• Método Penman;
• Método do Balanço Hídrico;
• Método das Formulas Empíricas.
Evapotranspiração
A evapotranspiração engloba tanto a evaporação como a transpiração, além de incluir a 
evaporação da água interceptada pela vegetação. A evapotranspiração é função das condi-
ções climáticas e varia com a própria atividade vital da vegetação, que é variável durante o 
ano em função da insolação, temperatura, de maneira geral. A evapotranspiração potencial 
é a máxima evapotranspiração que ocorreria se o solo dispusesse de suprimento de água 
suficiente e a plantação em questão estivesse no auge da quantidade de folhas. O quadro a 
seguir resume os principais meios utilizados nas determinações da evapotranspiração real e 
potencial. Determinação da Evapotranspiração Potencial e Real.
Tabela 4
Evapotranspiração Direta Indireta
Potencial Lisímetros
Tipos de percolação
Euqação de Thorntwaite
Método de Blaney - Criddle
Tipos de pesagem Método de Penman
Real -----------------
Método Balanço Hídrico
Método dos Coeficientes
da Cultura Real
Pesquise mais em: https://bit.ly/2CaL10C
Através desta unidade você tem um conceito abrangente sobre Hidrologia, desde a Histó-
ria até a sua aplicação prática. Foi elucidado os temas: Ciclo Hidrológico, Balanço Hídrico 
e Preciptação.
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 evapotranspiração engloba tanto a evaporação como a transpiração, além de incluir anullnullevaporação da água interceptada pela vegetação
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evapotranspiração é função das condi-nullnullções climáticas e varia com a própria atividade vital da vegetação, que é variável duranteonullnullano em função da insolação, temperatura, de maneira geral.
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Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Sites
DAEE - Departamento de Águas e Energia Elétrica
https://goo.gl/CU1vQN
CPRM - Serviço Geológico do Brasil
https://goo.gl/Gscwph
COBRAPE - Companhia Brasileira de Projetos e Empreendimentos
https://goo.gl/1YTa6b
 Leitura
Ciclo Hidrológico e Água Subterrânea
https://goo.gl/eEM8aT
Gerenciamento Municipal de Recursos Hídricos
https://goo.gl/v21UaZ
Revisão de Conceitos e Método Racional para Cálculo de Vazão
https://goo.gl/tJRZ9c
Apostila Hidrologia Aplicada - Cap. 4
https://goo.gl/fBLgGR
Água e Solo - Estudos e Projetos
https://goo.gl/esDF4N
Hidrologia - Escoamento Superficial
https://goo.gl/azkRfY
Hidrologia - Evapotranspiração
https://goo.gl/DuwdXC
Infiltração pela Método de Horton
https://goo.gl/y9Dem7
Revista de Biologia e Ciências da Terra
https://goo.gl/xjBJhk
Infiltração de Água no Solo
https://goo.gl/itB6YW
Infiltração
https://goo.gl/CV4ih7
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UNIDADE 
Hidrologia – Parte 2 
 Leitura
Processos Hidrológicos Água no Solo
https://goo.gl/tAAG5A
Evaporação e Transpiração
https://goo.gl/qQ7fbG
Aula 5 - Evaporação
https://goo.gl/rB7fst
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Referências
GARCEZ , Lucas Nogueira; Alvarez Guillermo Acosta. Hidrologia. 2.ed. São Paulo: 
Editora Edgard Blucher Ltda., 1988.
GRIBBIN, John. Introdução a Hidráulica, Hidrologia e Gestão de Águas Pluviais.
São Paulo: Cengage Learning , 2015.
LA LAINA PORT, Rubem; Zahed Filho, Kamel; Martins da Silva, Ricardo. Evapotrans-
piração. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 2003. Disponível 
em: <www.pha.poli.usp.br/LeArq.aspx?id_arq=3863>. Acesso em: 31/08/2018.
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