Aula 6 - Precipitação Efetiva

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HIDROLOGIA
6. Precipitação Efetiva
Prof. Dr. Sávio de Brito Fontenele
• ESCOAMENTO SUPERFICIAL
• ESCOAMENTO SUBSUPERFICIAL
• ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO
Tipos de Escoamento na bacia
Engenharia Civil – Hidrologia – 6. Precipitação Efeitva – Prof. Dr. Sávio Fontenele
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• Chuva, infiltração, 
escoamento superficial
Tipos de Escoamento na bacia
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Tipos de Escoamento na bacia
Chuva, infiltração, 
escoamento superficial, 
escoamento subterrâneo
Camada saturada
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Tipos de Escoamento na bacia
• Escoamento 
sub-superficial
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Tipos de Escoamento na bacia
Camada saturada
• Depois da chuva: Escoamento sub-superficial e
escoamento subterrâneo
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Tipos de Escoamento na bacia
• Estiagem: apenas escoamento subterrâneo
Camada saturada
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Tipos de Escoamento na bacia
• Estiagem: apenas escoamento subterrâneo
Camada saturada
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Tipos de Escoamento na bacia
• Estiagem: apenas escoamento subterrâneo
Camada saturada
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Tipos de Escoamento na bacia
• Estiagem muito longa = rio seco
Rios intermitentes
Camada saturada
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Geração de Escoamento Superficial
• Escoamento até a rede de drenagem
• Escoamento em rios e canais
• Escoamento em reservatórios
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Geração de Escoamento Superficial
• Precipitação que atinge áreas
impermeáveis
• Precipitação intensa que atinge áreas
de capacidade de infiltração limitada
• Precipitação que atinge áreas
saturadas
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TELHADOS
RUAS
PASSEIOS
• Geração de escoamento superficial é quase imediata 
• Infiltração é quase nula
Áreas Impermeáveis
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• Capacidade de infiltração é baixa
 Gramados
 Solos Compactados
 Solos muito argilosos
Áreas de capacidade de 
infiltração limitadas
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Superficial
e recessão
pico
Escoamento subterrâneo
Sub-superficial
Formação do Hidrograma
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Formação do Hidrograma
tempo
Q
Bacia montanhosa
Bacia plana
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Formação do Hidrograma
tempo
Q
Bacia urbana
Bacia rural
Obras de drenagem tornam o escoamento mais rápido
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Formação do Hidrograma
tempo
Q
Bacia circular
Bacia alongada
Para saber como a bacia vai responder à chuva é importante saber as parcelas de água que
vão atingir os rios através de cada um dos tipos de escoamento.
Em muitas aplicações o escoamento superficial é o mais importante
Vazões máximas
Hidrogramas de projeto
Previsão de cheias
Métodos simplificados x modelos mais complexos
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Método do “Soil Conservation Service (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).
• Para se avaliar o escoamento superficial causado por determinado evento de precipitação,
sobre uma área específica, o método proposto pelo SCS (1957) utiliza dados do solo, da
cobertura vegetal (uso e ocupação do solo) e da precipitação antecedente (Pant 5 dias).
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Método do “Soil Conservation Service (SCS)”
• Modelo simplificado aplicado a bacias de pequeno porte.
• Interessante aplicar em locais com dados, para verificar sua consistência. Porém, é utilizado
principalmente para projeto em locais sem dados de vazão
• Valores de CN tabelados para diversos tipos de solos e usos do solo. Em classificações
distintas, diferentes usuários chegarão a resultados diferentes dependendo do CN adotado.
• Usar com chuvas de projeto (eventos relativamente simples e de curta duração)
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Método do “Soil Conservation Service (SCS)”
O Método do SCS(1957) se baseia na seguinte formulação:
Considerando que d=P–Q, tem-se:
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𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜 (𝐝)
𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 (𝐒∗)
=
𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎çã𝑜 𝑒𝑓𝑒𝑡𝑖𝑣𝑎 (𝐐)
𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎çã𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝐏)
𝑄 =
𝑃2
𝑃 + 𝑆∗
Método do “Soil Conservation Service (SCS)”
Na equação anterior não estão consideradas as perdas iniciais.
Através dos experimentos acompanhados, foi verificado que, em média, as perdas iniciais
representavam 20% da capacidade máxima S=S*-Ia, onde Ia=0,2S. Substituindo, tem-se:
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𝑄 =
𝑃 − 0,2𝑆 2
𝑃 + 0,8𝑆
Método do “Soil Conservation Service (SCS)”
A equação é válida para P>0,2S. Quando P<0,2S, Q=0. Para determinar a capacidade
máxima da camada superior do solo S, os autores relacionaram esse parâmetro da bacia
com um fator CN pela seguinte expressão:
Esta expressão estabelece o valor de CN numa escala de 1 a 100. Esta escala retrata as
condições de cobertura e solo, variando desde uma cobertura muito impermeável (limite
inferior) até uma cobertura completamente permeável (limite superior).
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𝑆 =
25400
𝐶𝑁
− 254
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Tipos de Solos Características
A Solos com potencial mínimo de escoamento superficial e alta taxa de infiltração
(taxa de infiltração mínima variando entre 7,6 e 11,4 mm/hora).
Solos arenosos profundos com pouco silte e argila e teor de húmus muito baixo, não
atingindo 1%.
B Solos menos permeáveis do que o anterior, solos arenosos menos profundos ou menos
compactos do que o tipo A e com permeabilidade superior à média
(taxa de infiltração mínima variando entre 3,8 e 7,6 mm/hora).
Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até 1,5m, mas é quase sempre
presente uma camada mais densificada que a camada superficial.
C Solos que geram escoamento superficial acima da média e com capacidade de
infiltração abaixo da média. Solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem
camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 1,2m (taxa
de infiltração mínima variando entre 1,3 e 3,8 mm/hora).
D Solos contendo argilas expansivas (30 a 40% de argila total)e pouco profundos com
muito baixa capacidade de infiltração, gerando a maior proporção de escoamento
superficial. Camada densificada a uns 50cm de profundidade ou solos arenosos como B,
mas com camada argilosa quase impermeável ou horizonte de seixos rolados (taxa de
infiltração mínima variando entre 0,0 e 1,3 mm/hora).
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Valores de CN 
para bacias 
urbanas
Valores de CN 
para bacias 
rurais
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Condição de Umidade 
Antecedente
Precipitação nos 5 dias antecedentes
(mm)
I Menos que 12
II Entre 12 e 17
III Mais que 17
Condição de 
Umidade 
Antecedente
Precipitação nos 5 dias antecedentes
(mm)
ESTAÇÃO SECA ESTAÇÃO ÚMIDA
I Menor que 12 Menor que 36
II Entre 12 e 28 Entre 36 e 53
III Maior que 28 Maior que 53
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Valores Médios de CN
(Condição II)
VALORES CORRIGIDOS 
(Condição I)
VALORES CORRIGIDOS 
(Condição III)
100 100 100
95 87 98
90 78 96
85 70 94
80 63 91
75 57 88
70 51 85
65 45 82
60 40 78
55 35 74
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Valores Médios de CN
(Condição II)
VALORES CORRIGIDOS 
(Condição I)
VALORES CORRIGIDOS 
(Condição III)
50 31 70
45 26 65
40 22 60
35 18 55
30 15 50
25 12 43
20 9 37
15 6 30
10 4 22
5 2 13
REFERÊNCIAS
• TUCCI, C.E.M. HIDROLOGIA: CIÊNCIA E APLICAÇÃO. 4ª ED. PORTO ALEGRE: EDITORA
DA UFRGS/ABRH, 2009, 943 p.
• CHOW, V. T. HANDBOOK OF APLLYED HYDROLOGY. NEW YORK: MCGRAW HILL.
1964.
• MARQUES FILHO, FERREIRA, MIRANDA (2009) MODELO DE ESCOAMENTO SUPERFICIAL
EM BACIA EXPERIMENTAL DA RESERVA FLORESTAL ADOLPHO DUCKE. ACTA AMAZ.
VOL.39 NO.4 MANAUS 2009. HTTP://DX.DOI.ORG/10.1590/S0044-
59672009000400019
• RIGHETTO, A.M. HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. SÃO CARLOS: EESC/USP, 1998.
840 p.
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