ESCOAMENTO SUPERFICIAL

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Hidrologia
Escoamento Superficial
Fontes utilizadas nesta apresentação:
- Apresentação de Walter Collischonn (IPH/UFRGS)
- Apresentação de Barbosa Júnior (UFOP) 
. 
Escoamento Superficial
 Fase que trata da ocorrência e transporte da água na superfície terrestre. Os estudos hidrológicos, na sua maioria, visam o aproveitamento da água superficial e a proteção contra fenômenos provocados pelo seu deslocamento.
O escoamento superficial abrange desde o excesso de precipitação que ocorre logo após a precipitação de uma chuva intensa e se desloca livremente pela superfície do terreno, até o escoamento de água em um rio, que pode ser alimentado tanto pelo excesso de precipitação como pelas águas subterrâneas.
Fatores Intervenientes
Fatores climáticos: 
Intensidade e duração da precipitação;
Chuvas antecedentes.
Fatores fisiográficos: 
Área da bacia;
Permeabilidade do solo;
Cobertura da bacia;
Obras hidráulicas construídas na bacia (barragens, canalizações).
 TODOS OS OUTROS FATORES QUE INFLUENCIAM NOS PROCESSOS DE PRECIPITAÇÃO, EVAPOTRANSPIRAÇÃO E INFILTRAÇÃO
Percolação
Processos da parte terrestre do ciclo hidrológico
Interceptação
Depressões
chuva
Escoamento
superficial
Infiltração
Armazenamento
no solo
Armazenamento
no subsolo
Escoamento
Sub-superficial
Vazão no rio
evap
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Grandezas Características do Escoamento Superficial
Vazão: volume escoado por unidade de tempo [m3/s]; [l/s].
Ainda, como elemento comparativo entre bacias costuma-se referir a vazão por unidade de área da bacia, ou vazão especifica : q = Q / A 
Para esta grandeza, as unidades usuais são (m3/s)/km2, (l/s)/km2
É comum também exprimir o escoamento ou deflúvio superficial em termos de uma altura de lâmina d’agua escoada : hs=QsxDt/A, também chamada precipitacão
 efetiva
Coeficiente de escoamento superficial (c), ou coeficiente de deflúvio, ou coeficiente de “run-off”: razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água precipitado;
Valores de “c”
Fonte: Villela e Mattos ( 1975)
Precipitação Efetiva - Pef (mm): 
é a parcela da chuva que provoca o escoamento superficial. É normalmente referida a um determinado
 intervalo de duração de uma chuva ou a duração da chuva total.
Tempo de concentração (tc): tempo em que uma chuva que cai no ponto mais distante da seção de estudo de uma bacia, leva para atingir esta seção.
Corresponde, pois, a soma do tempo de encharcamento da camada superficial com o tempo que uma partícula da água de chuva que cai no ponto mais distante da seção considerada leva para, escoando superficialmente, atingir esta seção.
onde tc e obtido em minutos, para
L = comprimento do rio, em km, e
S = declividade do curso d’agua principal, em m/km
Nível de água: altura atingida pelo nível de água em relação a um nível de referência.
Em seções especiais de cursos d’agua, o nível d’agua, normalmente medido por uma régua, pode ser relacionado a própria vazão do escoamento – estas seções são ditas “seções de controle” e a curva que graficamente relaciona a leitura da régua com a vazão e conhecida como “curva-chave”.
Experimento realizado no Campus da UNICENTRO
Parcela 1
Parcela 2
Resultados
Parcela1
Parcela 2
Volume Escoado (l)
0,675
0,850
Sólidos Totais (mg/l)
110,0
1.520,0
Coef. Deflúvio,“c”
0,169
0,213
Parcela 2
Parcela 1
Fonte: Rampelloto et al. 2001
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Formação do escoamento superficial
Precipitação que atinge áreas impermeáveis
Precipitação intensa que atinge áreas de capacidade de infiltração limitada
Processo Hortoniano
Precipitação que atinge áreas saturadas
Processo Dunniano
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Fonte: http://geologia.fc.ul.pt/Aulas/STDS/Docs/STDS0708Aula9.pdf
Processo hortoniano
Este tipo é chamado escoamento hortoniano em função de ter sido descrito por Robert E. Horton na década de 1930: Storm-runoff is very nearly equal to the part of the rain which falls at intensities exceeding the infiltration capacity of the soil – in other words, it is the difference between total rainfall and infiltration.
Vários modelos hidrológicos estão baseados na estimativa de escoamento superficial pelo processo hortoniano (IPH2, por exemplo).
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Intensidade da chuva x capacidade de infiltração
Infiltração
Escoamento
Precipitação
tempo
Infiltração
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Problemas da abordagem Hortoniana
Existem muitas bacias em que a capacidade de infiltração é sempre maior do que a intensidade de precipitação na maior parte dos pontos.
Solos de florestas.
Solos profundo.
Processo hortoniano é importante onde:
Zonas semi-áridas com intensidades de chuva altas.
Solos perturbados pela ocupação humana, pisoteamento de gado, ou mecanização não apropriada.
Áreas impermeáveis.
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Áreas impermeáveis
Telhados
Ruas
Passeios
Geração de escoamento superficial é quase imediata
Infiltração é quase nula
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General audience
Planners
Detailed spatial planning should not disable implementation of broad spectrum of individual SUDS techniques
Provide space for links with downstream SUDS elements
Developers
Providing links with preventive measures 
Choosing or selecting the most appropriate solution for individual household
Assessing the links with downstream SUDS units
Preventing the adverse effects on environmentally sensitive areas
Áreas de capacidade de infiltração limitada
Gramados
Solos compactados
Solos muito argilosos
Capacidade de infiltração é baixa
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General audience
Planners
Detailed spatial planning should not disable implementation of broad spectrum of individual SUDS techniques
Provide space for links with downstream SUDS elements
Developers
Providing links with preventive measures 
Choosing or selecting the most appropriate solution for individual household
Assessing the links with downstream SUDS units
Preventing the adverse effects on environmentally sensitive areas
Processo Dunniano:
Saturation overland flow
Ocorre próximo à rede de drenagem
Solo é umedecido por baixo e pelos lados (e pela chuva) até ficar saturado, quando inicia o escoamento superficial.
Descrito por Dunne e Black (1970) (Water Resources Research, Vol. 6 pp. 1296-1311).
Apenas uma parte da bacia responde pela maior parte do escoamento superficial.
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Escoamento em áreas de solo saturado
Precipitação
Infiltração
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Escoamento em áreas de solo saturado
Precipitação
Solo saturado
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Escoamento em áreas de solo saturado
Precipitação
Solo saturado
Escoamento
“Saturation overland flow”
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Hidrograma
FATORES QUE INFLUENCIUAM A FORMA DO HIDROGRAMA
 - Forma da bacia
 - Cobertura Vegetal da Bacia
- Modificações artificiais no rio
Duração e intensidade da precipitação
Hidrograma
EXEMPLO 1.
Na seção exutória de uma bacia hidrográfica com 36,1 km2 de área de drenagem foram obtidos os registros horários da vazão decorrente de uma chuva isolada com 2 horas de duração e 24 mm/h de intensidade.
a) Promover a separação dos escoamentos superficial e de base;
b) Calcular os volumes escoado superficialmente e total precipitado;
c) Calcular a precipitação efetiva e o coeficiente de run off.
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