Hidrologia Básica: Ciclo e Bacias

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Água e Saneamento
Hidrologia Básica
Enap, 2023
Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Diretoria de Desenvolvimento Profissional
SAIS - Área 2-A - 70610-900 — Brasília, DF
Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Diretoria de Desenvolvimento Profissional
Conteudista/s
Waleska Martins Eloi (Conteudista, 2023).
Agência Nacional de Águas (ANA)
Curso desenvolvido no âmbito da Diretoria de Desenvolvimento Profissional – DDPRO
3Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Sumário
Módulo 1 – Sistemas Hidrológicos, Ciclo hidrológico e Bacias 
Hidrográficas
UNIDADE 1 - SISTEMAS HIDROLÓGICOS ................................................................. 7
Tópico 1 - Importância do estudo de sistemas hidrológicos ....................................... 7
UNIDADE 2 - CICLO HIDROLÓGICO ....................................................................... 11
Tópico 1 - O ciclo hidrológico e seus componentes ................................................... 11
UNIDADE 3 - BACIA HIDROGRÁFICA ..................................................................... 14
Tópico 1 - A definição de uma bacia hidrográfica ....................................................... 14
Tópico 2 - Parâmetros físicos que caracterizam uma bacia hidrográfica ................ 24
Módulo 2 – Principais componentes do ciclo hidrológico e suas 
relações com o ambiente
UNIDADE 1 – PRECIPITAÇÃO .................................................................................. 41
Tópico 1 - Os processos de precipitação e medições ................................................ 41
UNIDADE 2 – EVAPOTRANSPIRAÇÃO .................................................................... 52
Tópico 1 - O processo de evapotranspiração e sua relação com o 
ciclo hidrológico .............................................................................................................. 52
UNIDADE 3 – INFILTRAÇÃO.................................................................................... 55
Tópico 1 - Os processos de infiltração da água no solo e suas relações com 
armazenamento e disponibilidade hídrica .................................................................. 55
UNIDADE 4 – ESCOAMENTO................................................................................... 59
Tópico 1 - O escoamento subterrâneo e superficial e suas relações para o 
dimensionamento de estruturas hídricas ................................................................... 59
UNIDADE 5 – BALANÇO HÍDRICO .......................................................................... 66
Tópico 1 - Disponibilidade hídrica em função das entradas e saídas na bacia 
hidrográfica ..................................................................................................................... 66
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Referências ............................................................................................................. 69
Glossário ................................................................................................................. 71
5Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
APRESENTAÇÃO
Caro(a) cursista,
Devido à complexidade dos fenômenos e processos envolvidos, a Hidrologia 
utiliza uma base ampla de conhecimento envolvendo várias áreas, das quais 
destacamos Hidráulica, Meteorologia, Física e Estatística. O curso que iniciaremos 
agora, Hidrologia Básica, é constituída por uma parte relevante desse conjunto de 
conceitos e objetiva identificar e caracterizar os principais fenômenos oriundos 
da interação da água com o meio ambiente que influenciam a disponibilidade dos 
recursos hídricos em uma dada região.
Destaca-se que o conhecimento dos parâmetros e características 
hidrológicas de sua região é importante para poder avaliar e 
gerir adequadamente projetos que visem atender às demandas 
hídricas locais, bem como para entender e pensar em possíveis 
ações que mitiguem os eventos extremos.
Objetiva-se, portanto, apresentar as noções básicas de hidrologia que nos permitem 
caracterizar o comportamento hídrico na região de interesse e analisar projetos 
tanto para elaboração de obras hídricas que visem atenuar o efeito do déficit hídrico, 
quanto evitar ou conter transtornos advindos de enchentes.
Este curso é composto de dois módulos:
1. No primeiro módulo, discutiremos a importância dos sistemas 
hidrológicos, ciclo hidrológico e sacias hidrográficas; 
2. No segundo módulo, abordaremos com mais profundidade o fenômeno 
da precipitação e controle de enchentes.
Fique atento às sugestões de leituras e atividades complementares para que possa 
se aprofundar nos assuntos e fixar melhor o conteúdo aqui abordado.
Desejamos um bom aproveitamento do curso.
Objetivos:
• Identificar a importância do estudo de sistemas hidrológicos, os principais 
componentes do ciclo hidrológico e os principais elementos de uma 
bacia hidrográfica;
• Entender os conceitos de gerais e definições sobre a precipitação, 
evapotranspiração, infiltração, escoamento superficial, escoamento 
subterrâneo e o balanço hídrico. Esse conjunto de informações constitui 
o ponto de partida para projetos hidráulicos e é importante para o gestor 
público o domínio desses conceitos e definições, bem como para suas 
tomadas de decisões que visem minimizar os transtornos do excesso e 
da escassez ocasionais de água.
6Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
 Módulo
1 Sistemas Hidrológicos, Ciclo 
hidrológico e Bacias Hidrográficas
Caro(a) cursista,
Este módulo, além de contextualizar a importância do estudo dos sistemas 
hidrológicos, apresentará dois dos principais conceitos que embasam a hidrologia: 
o ciclo hidrológico e a bacia hidrográfica. 
O módulo está organizado da seguinte forma: 
Unidade 1 - Sistemas Hidrológicos 
Unidade 2 - Ciclo hidrológico 
Unidade 3 - Bacia Hidrográfica
O ciclo hidrológico será abordado por meio dos principais fenômenos e processos 
pelos quais a água passa em seu caminho regional de renovação, destacando as 
consequências do desequilíbrio ocasionado pela ação humana.
A bacia hidrográfica será definida e caracterizada por diversos parâmetros relevantes 
ao seu comportamento.
Ambos os conceitos possuem especial relevância para a gestão de recursos hídricos, 
pois o conhecimento desses é pressuposto para uma intervenção consciente e 
eficiente que tenda a preservar o meio ambiente ou adaptá-lo às necessidades da 
população com o mínimo de impacto possível.
Vamos à aula!
Objetivos
• Identificar a importância do estudo de sistemas hidrológicos.
• Conhecer os principais componentes do ciclo hidrológico.
• Compreender os principais elementos de uma bacia hidrográfica.
• Conhecer e calcular os principais parâmetros que caracterizam uma 
bacia hidrográfica.
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UNIDADE 1 - SISTEMAS HIDROLÓGICOS
Tópico 1 - Importância do estudo de sistemas 
hidrológicos
De acordo com Santos et al. (2001), se pensarmos em vida, temos que pensar 
em água, sendo essa uma condição para a vida. A pluralidade de sua ocorrência 
e a complexidade do ciclo hidrológico caracteriza a hidrologia como uma ciência 
multidisciplinar, fascinante, desafiadora e intimamente ligada à observação 
sistemática da natureza.
Fonte: Enap, 2023.
A palavra hidrologia tem sua origem do grego hydro (água) e logos 
(conhecimento), ou seja, ciência que estuda a água.
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Diversos autores definem hidrologia. Entre essas definições, destacamos as 
seguintes:
Ciência que discute a água na superfície terrestre, 
considerando sua ocorrência, circulação e distribuição, 
suas propriedades físicas e químicas, e sua reação 
com o meio ambiente, abrangendo sua relação com 
as formas vivas (CHOW, 1959 apud TUCCI, 2004).
A hidrologia - que pode ser definida como o estudo 
da água existente na Terra e seu comportamento 
dentro do ciclo hidrológico,bem como sua relação 
com o ambiente natural - é uma ciência essencial para 
planejar e projetar o desenvolvimento dos recursos 
hídricos. Devido ao seu rápido desenvolvimento 
na última década, a hidrologia tornou-se uma 
especialidade fundamental para a gestão dos recursos 
hídricos (UNESCO, 1975).
Tucci (2004) relata que o profissional que trabalhe na área de Recursos Hídricos 
necessita conhecer qualitativamente e quantitativamente os processos físicos 
envolvidos para um melhor aproveitamento das ferramentas na avaliação e 
planejamento.
A história da humanidade mostra que a evolução da hidrologia resulta do aumento 
das obras relacionadas aos recursos hídricos, assim como o avanço das obras 
decorre do avanço da hidrologia. De tal modo, verificamos que a ciência e a tecnologia 
associadas aos recursos hídricos vêm interagindo entre si e se desenvolvendo 
(KOBIYAMA; MOTA; CORSEUIL, 2008).
A hidrologia, por vezes, é chamada de engenharia hidrológica, 
podendo ser entendida como a área que analisa o comportamento 
físico da ocorrência e o aproveitamento da água na bacia 
hidrográfica, quantificando os recursos hídricos no tempo e 
no espaço e ponderando o impacto das alterações na bacia 
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hidrográfica sobre o desempenho dos processos hidrológicos. A 
quantificação da disponibilidade hídrica é usada como base para 
o projeto e planejamento dos recursos hídricos (TUCCI, 2004).
A grande dificuldade e preocupação é que as águas de superfícies e subterrâneas 
usadas no abastecimento humano encontram-se mal distribuídas e, atualmente, a 
sua carência em diversos locais chama a atenção dos governantes em todo o mundo, 
pois a escassez do recurso já abrange milhões de pessoas, fato que desacelera e 
limita o desenvolvimento social e econômico dos países. Na Figura 1, podemos ver 
a distribuição da água em relação a população no Brasil.
Figura 1: Distribuição de água e da população no Brasil
Fonte: Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico, 2017. 
10Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
A demanda por água tem sua origem no aumento crescente da população mundial, 
o que gera um excessivo consumo dos recursos hídricos sem deixar que as devidas 
reposições naturais tenham tempo para acontecer. Outro fato relacionado e 
extremamente relevante é o alto índice de contaminação dos corpos hídricos, os quais 
recebem altas cargas de esgotos urbanos, efluentes industriais, resíduos sólidos e 
agrotóxicos que, somados às baixas vazões, reduzem a capacidade de recuperação 
e impedem o estabelecimento do equilíbrio natural, sendo esse decorrente da ação 
antrópica (KOBIYAMA, MOTA; CORSEUIL, 2008).
Assim, podemos dizer que a falta de conhecimento do sistema hidrológico pode 
acarretar problemas como os que ocorrem com frequência nas áreas urbanas, entre 
os quais destacamos: construção em áreas consideradas de risco; projetos com 
reservatórios superdimensionados ou subdimensionados; sérios problemas em 
sistemas de drenagem urbana e agrícola; projetos de irrigação sem disponibilidade 
hídrica suficiente; poços indevidamente perfurados; aumento ou surgimento de 
áreas com solos salinizados nas regiões áridas e semiáridas; bem como a gestão 
ineficiente dos recursos hídricos; entre outros (STUDART, 2004).
Vimos neste tópico um breve relato da importância dos sistemas hídricos, aspectos 
que refletem o valor do sistema hídrico na tomada de decisão. No próximo tópico, 
conheceremos os conceitos de ciclo hidrológico e a bacia hidrográfica.
Leia o artigo A importância da hidrologia na prevenção e mitigação de 
desastres naturais, de Leandro Redin Vestena, 2008, em: https://
www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_
da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_
naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_
mitigation_of_natural_disasters.
Aprenda e tire suas dúvidas sobre os diversos termos 
hidrológicos em: https://arquivos.ana.gov.br/imprensa/
noticias/20150406034300_Portaria_149-2015.pdf
Conheça A Rede Hidrometeorológica Nacional, assistindo 
ao vídeo da Agência Nacional de Águas (ANA) em: A Rede 
Hidrometeorológica Nacional
https://www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_mitigation_of_natural_disasters
https://www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_mitigation_of_natural_disasters
https://www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_mitigation_of_natural_disasters
https://www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_mitigation_of_natural_disasters
https://www.researchgate.net/publication/277805331_A_importancia_da_hidrologia_na_prevencao_e_mitigacao_de_desastres_naturais_The_importance_of_hydrology_in_the_prevention_and_mitigation_of_natural_disasters
https://arquivos.ana.gov.br/imprensa/noticias/20150406034300_Portaria_149-2015.pdf
https://arquivos.ana.gov.br/imprensa/noticias/20150406034300_Portaria_149-2015.pdf
https://youtu.be/wI0lXIrnIMg
https://youtu.be/wI0lXIrnIMg
11Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
UNIDADE 2 - CICLO HIDROLÓGICO
Tópico 1 - O ciclo hidrológico e seus componentes
A água está praticamente em tudo que imaginamos e se encontra em vários 
estados. No âmbito global, podemos dizer que a quantidade de água é a mesma, 
não havendo perdas, apenas se transforma em suas diversas fases (líquida, gasosa, 
sólida), circulando no globo. Já em termos qualitativos, as perdas são constantes, em 
função dos diversos usos que fazem com que muitas vezes retorne com a qualidade 
inferior.
Fonte: Pixabay. 6186745 , 2023.
Quando analisamos o ciclo da água, considerando o aspecto regional, observamos 
que o quantitativo pode variar, pois as entradas, bem como as saídas da água, em 
uma determinada região, são variáveis em função de diversos aspectos, os quais 
compõem o ciclo hidrológico, sofrendo alteração tanto na escala espacial quanto 
temporal. Assim, podemos dizer que o ciclo da água é um sistema que nos mostra o 
comportamento da água em suas diversas fases no globo terrestre.
Nosso interesse encontra-se, principalmente, nas fases do ciclo em que se processam 
sobre a superfície terrestre, ou seja:
12Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Fonte: Enap,2023
É importante lembrar que os processos que envolvem o ciclo hidrológico têm 
como principais agentes desencadeadores a energia solar, a gravidade e a rotação 
terrestre – agindo, muitas vezes, de forma conjunta.
Na Figura 2, podemos observar as principais fases do ciclo hidrológico, que consiste 
em um fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre 
e a atmosfera.
13Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 2: Ciclo Hidrológico
Fonte: Adaptado por DEAD/IFCE (2015).
O ciclo hidrológico nos mostra a água em suas diversas fases. Sua ocorrência se dá 
desde precipitações até o seu regresso à atmosfera, sob a forma de vapor através do 
fenômeno da evaporação e evapotranspiração. O seu estudo é de grande interesse 
e se destaca quando se trata da superfície terrestre, pois é por meio dele que 
poderemos analisar a viabilidade hídrica de uma região, sendo para isso necessário 
o conhecimento da bacia hidrográfica, que forma a unidade espacial natural da 
hidrologia.
Entenda melhor o ciclo Hidrológico assistindo ao vídeo no link: 
O ciclo da água
https://youtu.be/9GKIkY69X3E
14Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
UNIDADE 3 - BACIA HIDROGRÁFICA
Tópico 1 - A definição de uma bacia hidrográfica
A bacia hidrográfica é umaárea de captação natural da água de precipitação que 
faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, seu exutório. A bacia 
hidrográfica compõe-se basicamente de um conjunto de superfícies vertentes e de 
uma rede de drenagem formada por cursos de água que confluem até resultar um 
leito único no exutório (TUCCI, 2004).
Podemos também nos referir à bacia hidrográfica como a área determinada 
topograficamente, delimitada pelos divisores de águas (linhas que unem os pontos 
de cotas mais elevadas), a qual é drenada por um curso de água ou por um conjunto 
desses cursos conectados, de forma que toda vazão efluente seja drenada por uma 
simples saída (CECÍLIO; REIS, 2006).
Fonte: Pixabay, 679014, 2023.
Observa-se, na Figura 3, uma área delimitada de uma bacia hidrográfica.
15Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 3: Bacia Hidrográfica
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
No contexto das bacias hidrográficas, podemos dizer que cada bacia hidrográfica 
se interliga com outra de ordem hierárquica superior, constituindo, em relação 
à última, uma sub-bacia. Portanto, os termos bacia e sub-bacia hidrográfica são 
relativos (SANTANA, 2003). Um exemplo disso é a Figura 4 a seguir.
16Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 4: Bacia hidrográfica e sub-bacias
Fonte: Adaptado de http://www.ufscar.br/aprender/aprender/2010/06/bacias-hidrograficas/.
A bacia hidrográfica é limitada com base no divisor topográfico, 
o qual toma como base as cotas do terreno, levando em 
consideração a topografia.
Assista à animação em: Comitê bacia hidrográfica
Assista ao vídeo sobre bacias hidrográficas em: O que são bacias 
hidrográficas? 
Com base no vídeo assistido, descreva uma bacia hidrográfica 
em sua região e os fatores envolvidos na disponibilidade hídrica, 
bem como os fatores positivos e negativos oriundos das ações 
antrópicas.
Na Figura 5, podemos visualizar os dois tipos de divisores. Ressaltamos que o divisor 
freático é variável, pois depende das flutuações do lençol freático, visto que, quanto 
http://www.ufscar.br/aprender/aprender/2010/06/bacias-hidrograficas/
https://youtu.be/okmOVxPynMQ
https://youtu.be/P7fg1PfS8Ig
https://youtu.be/P7fg1PfS8Ig
17Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
mais elevado o nível do lençol freático, mais se aproxima o divisor freático do divisor 
topográfico.
Figura 5: Divisores topográficos (águas superficiais) e freáticos 
(águas subterrâneas)
Fonte: Adaptado de Collischonn; Dornelles (2015).
A delimitação da bacia hidrográfica, levando em consideração o divisor topográfico, 
é realizada a partir de mapas topográficos e das características dos cursos de água. 
Os divisores são ortogonais às curvas de nível e partem da foz em direção às maiores 
cotas (Figura 6).
Para delimitar uma bacia hidrográfica, deve-se utilizar uma carta 
planialtimétrica em escala adequada (dados planialtimétricos) e 
atentar-se para os seguintes passos:
1. Localizar o exutório.
2. Identificar a rede de drenagem com foco no curso d’água 
principal.
3. Identificar a rede de drenagem com foco nos cursos 
d’água secundários e demais cursos de drenagem.
4. Identificar as maiores altitudes nas proximidades das 
nascentes dos cursos d’água.
5. Traçar os divisores de água, ligando os pontos de maiores 
18Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
altitudes e sempre perpendicular às linhas de cotas.
6. Verificar por meio da diferença de cota (da maior para 
menor, em trajetória perpendicular ao traçado das linhas) 
para onde uma gota de água escoaria nas proximidades 
dos divisores traçados.
Figura 6: Etapas para a delimitação de uma bacia hidrográfica
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
Uma vez delimitada a bacia hidrográfica, é possível contextualizar melhor o 
19Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
comportamento de seu rio principal e afluentes. Conforme Bertolini (2010, p. 56-57):
A configuração do relevo em temos de inclinação e 
direção das vertentes está diretamente relacionada ao 
escoamento superficial da água e, consequentemente, 
ao papel que essa água desempenha na superfície, 
seja em termos dos processos morfodinâmicos seja 
quanto aos locais do terreno onde ela poderá se 
acumular. (BERTOLINI, 2010)
Nesse contexto, Christofoletti (1980) relata que a unidade vertente pode ser dividida 
em três partes: alta, média e baixa. 
 + Alta vertente
Na alta vertente encontra-se o interflúvio e a zona de abastecimento 
(infiltração) dos reservatórios subterrâneos. Região na qual se observa 
processos de pedogênese, o movimento vertical do escoamento superficial, 
e à atuação mecânica e à química da água subsuperficial. É o local onde a 
força da corrente é maior devido aos maiores desníveis do relevo. 
 + Média vertente
A média vertente é uma área propícia à atuação dos intemperismos físico e 
químico, resultando possíveis desmoronamentos e deslizamentos, os quais 
produzirão material que será transportado. Observa-se que os materiais 
rochosos continuam a ser desgastados pela força da corrente e também 
aumentam a ação erosiva do rio. 
 + Baixa vertente
Na baixa vertente, ocorrem múltiplos processos como depósitos 
aluvionares, ação da água subsuperficial; enquanto, no leito do canal fluvial, 
ocorre transporte de material para jusante, com a ação da água superficial. 
Observa-se que, nessa área, a deposição e acumulação dos materiais 
transportados são agora muito mais finos e leves, originando a formação 
de planícies aluviais.
O perfil transversal de um rio (Figura 7) nos mostra as secções transversais 
características de sua nascente a foz.
20Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 7: Seções características da nascente a foz de um rio
Fonte: Adaptado de DEAD/IFCE (2015).
Ressalta-se que, ao se referir ao escoamento de um rio, comumente, costuma-se 
caracterizar o fluxo das águas ocorrendo no sentido de Montante para Jusante, 
permitindo a localização do ponto ou seção estudada em relação ao fluxo do rio 
(Figura 8).
21Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 8: Jusante e Montante
Fonte: Adaptado por DEAD/IFCE (2015).
Segundo Christofoletti (1981), o perfil longitudinal é determinado a partir de uma 
linha que une pontos do seu leito, desde a nascente até a foz, e permite identificar 
o declive do leito do rio ao longo do seu percurso. Por sua vez, o perfil transversal 
aborda a linha imaginária que intersecta um plano vertical com o vale do rio, 
sendo perpendicular ao leito do rio, mostrando as características do vale numa 
determinada seção do rio. Assim, a seção transversal do rio aponta a magnitude da 
sua modificação, em função dos possíveis ciclos de inundação e estiagem sucedidos 
no trecho (OLIVEIRA, 2012). Podemos observar o perfil longitudinal e transversal na 
Figura 9, e a amplitude da seção transversal pode ser observada na Figura 10.
22Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 9: Ilustração dos cursos superior, médio e inferior de um rio
Fonte: Adaptado por DEAD/IFCE (2015).
Figura 10: Amplitude da seção transversal de um trecho de rio
Fonte: Adaptado por DEAD/IFCE (2015).
23Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Algumas características do relevo ao longo dos cursos superior, médio e inferior do 
rio principal de uma bacia hidrográfica são ilustradas na Figura 11.
Figura 11: Topográfica característica ao longo de um rio
Fonte: Adaptado por DEAD/IFCE (2015).
Ainda podemos destacar as zonas hidro geodinâmicas, a saber:
Zonas de recarga: podem ser representadas pelos topos de 
morros e chapadas, com solos profundos e permeáveis e relevo 
suave, o que é importante para o abastecimento do lençol 
freático.
Zonas de erosão: representadas pelas vertentes com diferentes 
declividades, na qual o escoamento superficial chega a superar a 
infiltração.
Zonas de sedimentação: engloba as planícies fluviais ou várzeas, 
onde o material erodido é depositado.
24Enap FundaçãoEscola Nacional de Administração Pública
Tópico 2 - Parâmetros físicos que caracterizam uma 
bacia hidrográfica
A bacia hidrográfica pode ser classificada em função de diversos parâmetros, entre 
os quais destacamos:
• Deságue
• Regime dos Cursos de Água
• Padrão de Drenagem
• Área
• Perímetro e Comprimento
• Declividade
• Hipsiometria
• Tempo de Concentração
• Coeficiente de Compacidade
• Fator de Forma
• Densidade de Drenagem
• Ordenamento dos cursos de água
Essas classificações baseadas nos parâmetros listados acima permitem analisar o 
comportamento da bacia e servem como indicadores de seu comportamento. A 
seguir, vemos com mais detalhes cada uma dessas classificações:
DESÁGUE
Na classificação, conforme o padrão de deságue (CHRISTOFOLETTI, 1980), podemos 
dividir a bacia em:
 + Exorréicas: 
Deságuam diretamente o oceano.
 + Endorréicas
Drenagens internas e não possuem escoamento até o mar, deságuam em 
um lago (ex.: Lago Titicaca).
 + Arréicas
Não há padrão (ex.: desertos).
 + Criptorréicas
Escoamento basicamente subterrâneo, devido às características geológicas 
(ex.: regiões cársticas).
25Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
REGIME DOS CURSOS DE ÁGUA
Em relação aos cursos de água, podemos dizer que, conforme os escoamentos das 
águas nos rios, os cursos são: perenes, intermitentes ou efêmeros.
Em um curso de água, podemos ter um, dois ou os três tipos de cursos ocorrendo, 
isso dependerá das características geológicas do curso desse rio.
PADRÃO DE DRENAGEM
O padrão de drenagem representa o arranjo dos cursos de água, sofrendo 
interferência da geomorfologia do local e da topografia, podendo ser classificada 
em: dendrítica, treliça, retangular, paralela, radial, anelar (Figura 12).
26Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 12: Tipos de padrão de drenagem
Fonte: Adaptado de http://www.pedologiafacil.com.br/enquetes/enq44.php.
ÁREA
A área também se apresenta como importante, sendo utilizada na determinação de 
outras características físicas da bacia hidrográfica, tendo influência na disponibilidade 
hídrica local, pois, se considerarmos a bacia hidrográfica impermeável, a vazão será 
um reflexo direto do produto entre precipitação e área. Porém, sabemos que a bacia 
não é impermeável, no entanto, verificamos que a vazão disponível é uma função 
também de sua área.
A determinação da área deve ser feita com muito rigor a partir de 
fotografias aéreas, mapas topográficos, levantamento de campo, 
imagens de satélite ou modelos digitais de terreno.
Para determinar a área de uma bacia que foi delimitada, podemos 
utilizar algumas ferramentas que facilitam a sua determinação, 
tais como os métodos numéricos. Além desses, podemos 
também utilizar métodos manuais, como o planímetro, método 
da pesagem e da contagem das quadriculas.
http://www.pedologiafacil.com.br/enquetes/enq44.php
27Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Ressaltamos que, pela precisão, facilidade e segurança, essa determinação deve ser 
feita com ferramentas computacionais largamente difundidas, usando softwares 
baseados no SIG (Sistemas de Informações Geográficas – Geographic Information 
System GIS) ou CAD (Computer Aided Design – Desenho auxiliado por computador).
Em relação à área de bacias hidrográficas, observamos que, de maneira geral, 
está correlacionada com a vazão disponível. No entanto, apenas fazer inferência 
baseada na área da bacia pode gerar conclusões errôneas, pois outros fatores 
estão envolvidos nessa em maior ou menor disponibilidade. Na Tabela 1, podemos 
observar que bacias com áreas semelhantes podem apresentar padrão de vazão 
bastante distinto.
Tabela 1: Exemplos da relação Área e Vazão
BACIA ÁREA (km2) QMAX (m3/s)
Rio Little 18.200 18.320
Rio Susquehanna 25.785 6.570
Rio Souris 26.600 340
Rio Potomac 24.980 13.595
Rio Deschutes 27.185 1.235
Rio Cumberland 27.700 5.270
Fonte: Autora, 2023.
PERÍMETRO E COMPRIMENTO
Outras características importantes da bacia são o perímetro e 
comprimento. O perímetro representa o comprimento total da 
projeção ortogonal dos divisores de água.
Dentro da bacia, é possível determinar o comprimento do rio principal, de outros 
cursos d’agua ou de toda a rede de drenagem. Normalmente o comprimento 
é medido pelo talvegue, que é a linha sinuosa localizada no fundo do vale onde 
passa a água. Também existe interesse no comprimento axial, que dispensa a 
sinuosidade e refere-se à distância da foz ao divisor de água da cabeceira, estando 
mais relacionado à forma da bacia.
28Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
DECLIVIDADE
A declividade em uma bacia hidrográfica está correlacionada a importantes processos 
hidrológicos, entre os quais podemos destacar: a infiltração, o escoamento superficial, 
a umidade do solo, etc. Além disso, configura-se como um dos principais fatores 
que regulam o tempo de duração do escoamento superficial e de concentração da 
precipitação nos leitos dos cursos de água (LIMA, 2013).
O valor da declividade vai influenciar as vazões máximas e mínimas e tem relação 
com a velocidade de ocorrência do escoamento. Veja a seguir:
Maior Declividade 
Maior → Pico de cheia → Menor Vazão de estiagem
A declividade média da bacia pode ser determinada pela equação a seguir:
Em que:
I – Declividade média da bacia (%).
D – Equidistância entre as curvas de nível (m).
A – Área da bacia (m2).
CNi – Comprimento total das curvas de nível (m).
Guarde bem isso!
A curva de distribuição de declividade ou declividade média de 
uma bacia hidrográfica é um elemento que pode permitir regular 
parcialmente a velocidade de escoamento superficial que, 
por sua vez, pode vir a ocasionar enchentes e erosão. Assim, é 
indispensável para o correto manejo da bacia, quando se pensa 
em propostas de práticas de conservação de água e solo.
29Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
A declividade dos cursos de água pode ser classificada ainda de acordo com seu tipo 
(Figura 13). Vejamos as definições a seguir:
Figura 13: Declividades
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
Declividade entre a 
foz e a nascente Diferença entre as cotas da nascente e da 
foz dividida pela extensão total do rio.
Declividade de 
equivalência de áreas
Linha com declividade obtida por compensação 
de áreas, de forma que a área entre ela 
e a abscissa seja igual à compreendida 
entre a curva do perfil e a abscissa.
30Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Declividade equivalente 
constante
É a média harmônica ponderada da raiz quadrada 
das declividades dos diversos trechos retilíneos, 
tendo como peso a extensão de cada trecho.
Declividade 15 – 85
Diferença entre as cotas a 85% e 10% da extensão 
total do rio dividida por 75% dessa extensão
Em que:
H – diferença de cotas.
L – extensão horizontal do perfil (dividido em n trechos).
Li – extensão do trecho i.
Di – declividade média em cada trecho.
HIPSIOMETRIA
A curva hipsométrica representa graficamente o relevo médio de uma bacia 
hidrográfica, permitindo avaliar a porcentagem da área da bacia que se encontra 
em uma determinada altitude básica (Figura 14).
Figura 14: Curva Hipsométrica
Fonte: Adaptado de http://www.civil3d.tutorialesaldia.com/tag/curva-hipsometrica/.
http://www.civil3d.tutorialesaldia.com/tag/curva-hipsometrica/
31Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
O tempo de concentração é definido como quando tempo que uma gota de 
precipitação que caiu no ponto mais distante do exutório leva para chegar até ele 
(Figura 15).
Assim, a distância a ser percorrida e a velocidade dessa “gota” de água no percurso 
até o exutório são os principais elementos para definição do tempo.
Algumas das características físicas podem influenciar relativamente na velocidade e 
na distância, como:
• Forma da bacia
• Comprimento do talvegue
• Área da bacia
• Declividade da bacia
• Ação antrópica
Figura 15: Tempo de Concentração
Fonte: Adaptado por DEaD/IFCE (2015).Para a determinação do tempo de concentração, podemos usar equações empíricas, 
como a de Kirpich: 
32Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Em que:
Tc = tempo de concentração em minutos.
LT = comprimento do talvegue (km).
∆h = diferença de altitude ao longo do talvegue (m).
COEFICIENTE DE COMPACIDADE
O coeficiente de compacidade (Kc) representa uma relação entre o perímetro da 
bacia e a circunferência de área correspondente a da bacia. Pela fórmula da área do 
círculo, temos: ; lembrando que 
Substituindo na equação de Kc, encontramos que: 
Em que:
Kc – coeficiente de compacidade.
P – perímetro da bacia.
A – área da bacia.
r – raio da circunferência. 
O coeficiente de compacidade fornece uma noção da probabilidade de a bacia 
ser susceptível a enchentes. A Tabela 2 apresenta os valores de Kc com sua 
susceptibilidade à ocorrência de enchentes.
Tabela 2: Valores de Kc
VALORES DE KC SUSCEPTIBILIDADE A ENCHENTE
1,00 ≤ kc < 1,25 Bacia com alta propensão a grandes enchentes.
1,25 ≤ kc < 1,50 Bacia com tendência mediana a grandes enchentes.
> 1,50 Bacia não sujeita a grandes enchentes.
Fonte: Adaptado de Lima et al. (2013).
33Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Guarde bem isso!
O que podemos observar e interpretar em relação aos valores de 
Kc?
• Quanto mais próximo da unidade, a tendência é de a 
bacia ser circular, e maior é a probabilidade de enchente.
• Os valores de Kc são sempre iguais ou maiores que 1.
• Bacias alongadas apresentam menor probabilidade de 
ocorrer enchente que as circulares.
FATOR DE FORMA
Outro parâmetro importante é o fator de forma, que também permite avaliar a 
probabilidade de ocorrência de enchente na bacia. É determinado pela relação entre 
a largura média e o comprimento axial da bacia. Permite avaliar o quanto a forma 
da bacia hidrográfica é alongada. 
 onde: 
Em que:
Kf – fator de forma.
– Largura média.
Lax – comprimento axial .
Podemos observar os valores de Kf e, respectivamente, sua condição em relação à 
susceptibilidade à ocorrência de enchentes na Tabela 3.
Tabela 3: Correlação entre valores de Kf e susceptibilidade a 
enchente
VALORES DE KC SUSCEPTIBILIDADE A ENCHENTE
Kf ≥ 0,75 Bacia sujeita a enchentes
0,50 < Kf < 0,75 Bacia com tendência mediana a enchentes
Kf ≤ 0,50 Bacia não sujeita a enchentes
Fonte: Adaptado de Lima et al. (2013).
34Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Guarde bem isso!
O que podemos observar e interpretar em relação aos valores de 
Kf?
• Quanto mais próximo de zero, a tendência é de que a 
bacia seja mais alongada e menor a probabilidade de 
enchente.
• Os valores de Kf são maiores que zero.
• As bacias alongadas apresentam menor probabilidade de 
ocorrer enchente que as circulares.
DENSIDADE DE DRENAGEM
A densidade de drenagem é uma das características importantes na análise 
morfométrica das bacias de drenagem. Expressa o grau de dissecação topográfica 
nas paisagens elaboradas pela atuação fluvial ou representa a quantidade disponível 
de canais para o escoamento e o controle exercido pelas estruturas geológicas 
(CHRISTOFOLETTI, 1981).
Os fatores clima, topografia, solo e rocha influenciam a densidade de drenagem, 
que permite uma inferência do grau de desenvolvimento do sistema de drenagem, 
apresentando uma indicação da eficiência da drenagem da bacia. A equação abaixo 
permite determinar a densidade de drenagem de uma bacia e, de acordo com o 
valor obtido, é realizada a intepretação do resultado (Tabela 4).
 (Equação 3)
Em que:
Dd – densidade de drenagem.
Ltotal – comprimento total dos canais.
A – área da Bacia Hidrográfica.
35Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Tabela 4: Densidade de drenagem
VALOR DENSIDADE 
DE DRENAGEM
INTERPRETAÇÃO
Dd > 3,5 km/km2 Bacias excepcionalmente bem drenadas
2,5 ≤ Dd < 3,5 km/km2 Bacias com drenagem muito boa
1,5 ≤ Dd < 2,5 km/km2 Bacias com drenagem boa
0,5 ≤ Dd < 1,5 km/km2 Bacias com drenagem regular
Dd < 0,5 km/km2 Bacias com drenagem pobre
Fonte: Adaptado de Dortzbach et al. (Villela; Mattos, 1975).
ORDENAMENTO DOS CURSOS DE ÁGUA
O ordenamento dos cursos de água nas bacias hidrográficas reflete os resultados 
diretos do uso da terra. Pode-se analisar que, quanto mais ramificada a rede, mais 
eficiente será o sistema de drenagem (SAITO, 2011).
A ordenação dos cursos de água permite definir o grau de ramificações e/ ou 
bifurcações existentes em uma bacia hidrográfica. A classificação de ordenamento 
dos cursos mais empregada é a proposta por Horton (1945) e modificada por Strahler 
(1957). Essa ordenação permite identificar a posição hierárquica que um curso de 
água ocupa na rede de drenagem.
A ordenação é realizada da seguinte maneira: inicialmente, as linhas de drenagem, 
que não têm nenhum afluente, são designadas como linhas de 1ª ordem. A ordem 
das demais linhas é determinada de acordo com o método (Horton, Strahler e 
Shreve), representados na Tabela 5 abaixo, com as características de cada método.
36Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Tabela 5: Ordenamento cursos d’água
MÉTODO ORDENAMENTO ILUSTRAÇÃO
Strahler
- As linhas de 2ª ordem são 
formadas pela junção de 
duas linhas de 1ª ordem; 
as linhas de 3ª ordem são 
formadas pela junção de 
duas linhas de 2ª ordem, 
assim sucessivamente. 
Ressaltamos que as 
linhas de 3ª ordem, 
podem também receber 
um canal de 1ª ordem.
Fonte: http://www.dpi.inpe.br/
cursos/tutoriais/modelagem/
cap2_modelos_hidrologicos.pdf.
Shreve
- Extensões são 
adicionadas sempre que 
ocorre a união de duas 
linhas de drenagem, sendo 
que, se a junção é de duas 
linhas de 2ª ordem, o 
trecho a jusante recebe a 
qualificação de 4ª ordem. 
É importante observar que 
nesse método algumas 
ordens podem não existir.
Fonte: http://www.dpi.inpe.br/
cursos/tutoriais/modelagem/
cap2_modelos_hidrologicos.pdf.
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
http://www.dpi.inpe.br/cursos/tutoriais/modelagem/cap2_modelos_hidrologicos.pdf
37Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
MÉTODO ORDENAMENTO ILUSTRAÇÃO
Horton
- Nesse método, os canais 
de 2ª ordem apresentam 
somente afluentes de 1ª 
ordem. Já os canais de 3ª 
ordem têm afluência de 
canais de 2ª ordem, porém 
também podem receber 
diretamente canais de 1ª 
ordem. Assim, os canais 
de ordem u podem ter 
tributários de ordem 
u-1 até 1. O que indica a 
atribuição de maior ordem 
ao rio principal, ampliando 
esta designação em todo 
o seu comprimento, do 
exutório à nascente.
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
Fonte: Adaptado de Rennó e Soares (2003)
CODIFICAÇÃO OTTO 
Um método de classificação muito importante e utilizado pela Agência Nacional 
de Águas para codificar as bacias hidrográficas brasileiras é o método de Otto 
Pfafstetter.
A codificação de bacias hidrográficas pelo método de Otto Pfafstetter possibilita 
a hierarquização das bacias hidrográficas, ou seja, a definição da posição relativa 
e o ordenamento entre as bacias e interbacias. Assim, com a geração do código 
único pelo sistema, é possível a identificação da posição relativa de uma bacia ou 
interbacia em relação às demais, sejam essas subdivisões ou localizadas a montante 
ou a jusante (ELESBON et al., 2009).
Conforme Teixeira et al. (2007), a codificação de Otto Pfafstetter se baseia nos 
seguintes princípios: 
38Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Teixeira et al. (2007) ainda relatam que: 
Cada bacia, interbacia e intrabacia devidamente 
codificada e discretizada, conforme o nível de detalhe 
para o trecho, passa a ser uma Otto bacia. As bacias 
determinadas anteriormente podem sernovamente 
codificadas conforme o nível de detalhe a atingir, sendo, 
então, atribuído um algarismo adicional. As bacias 
pares são codificadas como uma nova bacia integral, 
sendo que cada afluente, no trecho correspondente à 
maior área de contribuição, passa a ser considerado 
um novo curso d’água principal. As interbacias são 
codificadas considerando-se o mesmo rio principal 
da fase anterior, restrito ao trecho incremental 
considerado. O processo pode ser repetido enquanto 
houver afluentes na rede hidrográfica representada 
na escala de trabalho adotada. (TEIXEIRA et al., 2007)
39Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Recomenda-se, para um melhor entendimento e utilização do 
método adotado pela Agência Nacional de Águas, que acessem a 
apostila CODIFICAÇÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS PELO MÉTODO 
DE OTTO PFAFSTETTER - Aplicação na ANA, a qual se encontra 
disponível em:
https://capacitacao2.ana.gov.br/conhecerh/bitstream/
ana/104/1/apostila.pdf.
Também indicamos a leitura do artigo de Texeira et al. (2022) com 
melhorias propostas para o sistema de codificação Pfafstetter - 
Improvements on the Pfafstetter basin coding system proposal (Melhorias 
na proposta do sistema de codificação de bacias hidrográfica de 
Pfafstetter), o qual pode ser acessado por meio do link:
h t t p s : / / w w w . s c i e l o . b r / j / r b r h / a /
q573vgGK9dw7btfLQSQ7gCd/?format=pdf&lang=en.
A ANA disponibiliza no catálogo de metadados do portal SNIRH uma base hidrográfica 
ottocodificada (BHO) composta por trechos de drenagem e suas respectivas 
áreas de contribuição hídrica, contendo várias informações importantes, como o 
comprimento do curso d’água, área da bacia, distância à foz, etc.
São várias bases disponíveis, com várias escalas e recortes espaciais, para serem 
visualizados e manipulados em um SIG (Sistema de Informações Geográficas). 
Explore acessando o Catálogo de Metadados da ANA (snirh.
gov.br): https://metadados.snirh.gov.br/geonetwork/srv/por/
catalog.search#/search?any=bho. 
https://capacitacao2.ana.gov.br/conhecerh/bitstream/ana/104/1/apostila.pdf
https://capacitacao2.ana.gov.br/conhecerh/bitstream/ana/104/1/apostila.pdf
https://www.scielo.br/j/rbrh/a/q573vgGK9dw7btfLQSQ7gCd/?format=pdf&lang=en
https://www.scielo.br/j/rbrh/a/q573vgGK9dw7btfLQSQ7gCd/?format=pdf&lang=en
40Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Principais componentes do ciclo 
hidrológico e suas relações com o 
ambiente
Caro (a) cursista,
Estamos dando início à nossa segunda aula, na qual abordaremos alguns conceitos 
gerais e definições sobre a precipitação, evapotranspiração, infiltração, escoamento 
superficial, escoamento subterrâneo e o balanço hídrico. Esse conjunto de 
informações constitui a base para projetos hidráulicos e é importante para o gestor 
público o domínio desses conceitos e definições, bem como para suas tomadas de 
decisões que visem minimizar os transtornos do excesso e da escassez ocasionais 
de água.
Vamos à aula!
Objetivos: 
Entender os conceitos gerais e definições sobre a precipitação, evapotranspiração, 
infiltração, escoamento superficial, escoamento subterrâneo e o balanço hídrico. 
 Módulo
2
41Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
UNIDADE 1 – PRECIPITAÇÃO
Tópico 1 - Os processos de precipitação e medições
Fonte: Pixabay 4047523, 2023.
A precipitação, em Hidrologia, é o termo geral dado a todas as formas de água 
depositada na superfície terrestre, tais como chuvisco, chuva, neve, granizo, orvalho 
e geada (COLLISCHONN; DORNELLES, 2015).
A seguir, vamos conceituar cada uma dessas formas de acordo com Tucci (2004).
 + Chuvisco (neblina ou garoa)
Precipitação muito fina e de baixa chuva - gotas de água que descem das 
nuvens para a superfície. É medida em milímetros.
 + Neve
Precipitação em forma de cristais de gelo que, durante a queda, coalescem, 
formando flocos de dimensões variáveis.
 + Saraiva
Precipitação em forma de pequenas pedras de gelo arredondadas, com 
diâmetro de cerca de 5 mm.
42Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
 + Granizo
Quando as pedras, redondas ou de formato irregular, atingem diâmetro 
superior a 5 mm.
 + Orvalho
Objetos expostos ao ar à noite amanhecem cobertos por gotículas d’água. 
Isso se dá devido ao resfriamento noturno, que baixa a temperatura até o 
ponto de orvalho.
Geada: é uma camada, geralmente fina, de cristais de gelo, formada no solo 
ou na superfície vegetal. Processo semelhante ao do orvalho, só que em 
temperaturas inferiores a 0° C.
Comumente, os termos precipitação e chuva se confundem, uma vez que a neve é 
incomum no nosso país e as outras formas pouco contribuem para a vazão dos rios.
As chuvas podem ser classificadas conforme o movimento e interação entre massas 
de ar. Há basicamente três tipos de precipitação: frontais, orográficas e convectivas 
(Figura 16).
Figura 16: Tipos de Chuvas
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
Collischonn e Dornelles (2015) definem essas formas de precipitação do seguinte 
modo:
FRONTAIS
As chuvas frontais ocorrem quando se encontram duas grandes massas de ar, de 
diferentes temperatura e umidade. Na frente de contato, entre as duas massas, o ar 
mais quente (mais leve e, normalmente, mais úmido) é empurrado para cima, onde 
atinge temperaturas mais baixas, resultando na condensação do vapor. As massas 
de ar que formam as chuvas frontais têm centenas de quilômetros de extensão 
43Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
e movimentam-se de forma relativamente lenta. Consequentemente, as chuvas 
frontais caracterizam-se pela longa duração e por atingirem grandes extensões. No 
Brasil, as chuvas frontais são muito frequentes na região Sul, atingindo também as 
regiões Sudeste, Centro Oeste e, por vezes, o Nordeste.
Chuvas frontais têm uma intensidade relativamente baixa e uma duração 
relativamente longa. Em alguns casos, as frentes podem ficar estacionárias, e a 
chuva pode atingir o mesmo local por vários dias seguidos.
OROGRÁFICAS
As chuvas orográficas ocorrem em regiões em que um grande obstáculo do relevo, 
como uma cordilheira ou serra muito alta, impede a passagem de ventos quentes 
e úmidos, que sopram do mar, obrigando o ar a subir. Em maiores altitudes, a 
umidade do ar se condensa, formando nuvens junto aos picos da serra, onde chove 
com muita frequência.
CONVECTIVAS
As chuvas convectivas ocorrem pelo aquecimento de massas de ar, relativamente 
pequenas, que estão em contato direto com a superfície quente dos continentes 
e oceanos. O aquecimento do ar pode resultar na sua subida para níveis mais 
altos da atmosfera, onde as baixas temperaturas condensam o vapor, formando 
nuvens. Esse processo pode ou não resultar em chuva, e as chuvas convectivas são 
caracterizadas pela alta intensidade e pela curta duração normalmente, porém, 
as chuvas convectivas ocorrem de forma concentrada sobre áreas relativamente 
pequenas. No Brasil, há uma predominância de chuvas convectivas, especialmente 
nas regiões tropicais, são típicas de regiões com altas temperaturas e conhecidas 
também como chuvas de verão (exemplo: chuvas que ocorrem normalmente no 
sudeste brasileiro durante as tardes de verão).
Guarde bem isso!
Os processos convectivos produzem chuvas de grande intensidade 
e de duração relativamente curta. Problemas de inundação 
em áreas urbanas estão, muitas vezes, relacionados às chuvas 
convectivas.
O entendimento da ocorrência da chuva em uma bacia hidrográfica, bem como a 
sua quantificação, é de extrema importância para análise do comportamento das 
vazões nos rios.
44Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Assim, a precipitação, deverá ser medida considerando conceitos como altura da 
lâmina precipitada, duração e intensidade. Além disso, devido à sua variabilidade 
no espaço, temos a necessidade de definir a precipitação média em uma dada 
área. Devido à variabilidade temporal das precipitações, os conceitos de frequência, 
tempo de recorrência e chuvas máximas surgemcomo fundamentais para a 
caracterização do regime pluviométrico de uma região.
MEDIÇÃO DA PRECIPITAÇÃO
Associadas à precipitação existem algumas grandezas que possibilitam sua 
caracterização e, consequentemente, sua análise quantitativa. As principais são:
 + Altura
A altura pluviométrica é a espessura da lâmina d’água precipitada que 
recobriria uma dada região plana, admitindo-se que toda água precipitada 
durante o evento de chuva permaneça naquela região sem evaporar, 
infiltrar ou escoar para fora dos seus limites.
A unidade de medição habitual é o milímetro de chuva. Cada milímetro 
de chuva equivale ao volume de 1 litro de água por metro quadrado de 
superfície.
 + Duração
A duração é o período de tempo durante o qual a chuva cai. As unidades 
normalmente são: minuto, hora ou dia.
 + Intensidade
A intensidade é a precipitação por unidade de tempo (divisão da altura 
pluviométrica pela duração). Normalmente, a intensidade é expressa em 
milímetro por hora (mm/h).
 + Frequência
A frequência é a quantidade de ocorrências do evento dentro de uma 
amostra, ou, no caso da frequência de excedência, a quantidade de 
ocorrência iguais ou superiores ao valor do evento alvo.
O instrumento utilizado para medir a altura pluviométrica é o pluviômetro. 
No monitoramento convencional, a altura de chuva é medida uma vez ao dia, sempre 
no mesmo horário e dá origem às séries de precipitações diárias.
Pluviômetros automáticos conseguem medir e armazenar a altura de chuva 
para durações menores, substituindo o pluviógrafo tradicional que registrava 
45Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
continuamente a quantidade de chuva em um cilindro de papel. Além disso, as 
informações de quantidade de chuva no decorrer do tempo também podem ser 
transmitidas remotamente via telefonia móvel, rádio ou satélite. A Figura 17 ilustra 
o pluviômetro e o pluviógrafo.
Figura 17: Pluviômetro e Pluviógrafo
 
Fonte: autoria própria.
Faça uma revisão sobre os sistemas de unidades nos links a 
seguir:
https://www.gov.br/inmetro/pt-br/centrais-de-conteudo/
publicacoes/documentos-tecnicos-em-metrologia/si_versao_
final.pdf/view
h t t p s : / / w w w . i f s c . u s p . b r / ~ d o n o s o / a m b i e n t a l /
conversaounidades.pdf
https://metrologia.org.br/wpsite/wp-content/uploads/2019/07/
Cartilha_O_novo_SI_29.06.2029.pdf
https://www.gov.br/inmetro/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/documentos-tecnicos-em-metrologia/si_versao_final.pdf/view
https://www.gov.br/inmetro/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/documentos-tecnicos-em-metrologia/si_versao_final.pdf/view
https://www.gov.br/inmetro/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/documentos-tecnicos-em-metrologia/si_versao_final.pdf/view
https://www.ifsc.usp.br/~donoso/ambiental/conversaounidades.pdf
https://www.ifsc.usp.br/~donoso/ambiental/conversaounidades.pdf
https://metrologia.org.br/wpsite/wp-content/uploads/2019/07/Cartilha_O_novo_SI_29.06.2029.pdf
https://metrologia.org.br/wpsite/wp-content/uploads/2019/07/Cartilha_O_novo_SI_29.06.2029.pdf
46Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
As chuvas também podem ser estimadas indiretamente através de radares 
meteorológicos e imagem de satélites que dispõem de sensores para capturar a 
temperatura do topo das nuvens. Tais métodos têm avançado em precisão e sua 
utilização pode se tornar mais acessível e difundida no futuro próximo.
Observe que tanto o pluviômetro quanto o pluviógrafo fornecem dados relativos 
à chuva (altura e intensidade) em um ponto específico do espaço, entretanto, um 
evento de chuva pode apresentar grande variabilidade espacial, sendo necessário o 
domínio do conceito de precipitação média em uma bacia.
PRECIPITAÇÃO MÉDIA EM UMA BACIA
Chuva pontual é a chuva que é medida numa estação climatológica. Para pequenas 
áreas, menores que 50 km², a chuva pontual pode ser tomada como a precipitação 
média sobre a área.
Para áreas maiores, aconselha-se o uso de uma rede de estações de coleta de 
dados. Como a precipitação não é uniforme no espaço, a precipitação média pode 
ser determinada por um dos seguintes métodos a seguir (RAGHUNATH, 2006):
- Método Aritmético
Este método consiste em se calcular a média aritmética de todos os postos situados 
dentro da área de estudo. Para seu uso, algumas restrições devem ser observadas: 
os postos devem ser uniformemente distribuídos na área estudada; o valor 
apresentado após um evento de chuva em cada posto deve estar próximo ao da 
média; e o relevo deve ser relativamente plano.
 – Precipitação média.
Pi – Precipitação (altura) no posto i, com i = 1, 2, ..., n.
n – número de postos dentro da área de estudo.
- Método de Thiessen
O método de Thiessen estabelece uma média ponderada das precipitações usando 
como peso uma área de influência (polígono de Thiessen) estimada para cada 
aparelho instalado na região estudada (estação pluviométrica), geralmente em uma 
distribuição não uniforme.
47Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
De modo geral, os polígonos de Thiessen (Figura 18) podem ser obtidos pelo seguinte 
procedimento:
1. Desenhar uma rede de triângulos tendo como vértices as estações 
pluviométricas.
2. Para cada segmento de reta da rede construída, desenha-se uma linha 
partindo do ponto médio do segmento e perpendicular a este.
3. As diversas linhas obtidas irão se encontrar delimitando polígonos ao 
redor das estações pluviométricas – polígonos de Thiessen.
 - Pluviometria média.
Pi - Pluviometria da estação i.
Ai - Área de influência da estação i.
Figura 18: Método de Thiessen
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
48Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Os polígonos de Thiessen são casos particulares dos diagramas 
de Voronoi (matemático russo Georgy Feodosevich Voronoy) que 
são utilizados para analisar dados espacialmente distribuídos. 
Quando aplicados às medições de chuva são chamados polígonos 
de Thiessen (meteorologista americano Alfred H. Thiessen).
- Métodos das Isoietas
O método das isoietas se baseia em curvas de mesma pluviometria desenhadas a 
partir da interpolação dos dados das estações pluviométricas existentes na região 
estudada.
A precipitação média é então calculada tomando como referência uma média 
ponderada do valor médio entre duas curvas de mesma precipitação (isoieta), Figura 
19, e a área entre elas.
 - Pluviometria média.
Pi - Pluviometria da curva i.
Ai - Área entre as curvas i e i+1.
 
Figura 19: Método das Isoietas
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
49Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Além da variação espacial, é necessário também compreender o comportamento 
das chuvas quanto à intensidade e frequência no tempo. Para projetos de vertedores 
de barragens, dimensionamento de canais, dimensionamento de bueiros etc., é 
necessário o conhecimento da magnitude das enchentes que podem acontecer e 
com que frequência.
PERÍODO DE RETORNO E CHUVAS MÁXIMAS
O período de retorno (ou tempo de recorrência Tr) de um evento é o tempo médio 
(em anos) em que esse evento é superado ou igualado pelo menos uma vez.
É definido pelo inverso da probabilidade (frequência f) de ocorrer tal evento:
Para o dimensionamento de estruturas hidráulicas, devemos determinar a chuva 
de maior intensidade que se pode esperar que ocorra em um dado período de 
retorno (ou frequência). A utilização prática desse dado requer que se estabeleça 
uma relação analítica entre as grandezas características de uma precipitação, quais 
sejam: a intensidade (i), a duração (t) e a frequência (f).
ATENÇÃO!
Studart (2004) salienta que é importante o caráter não cíclico 
dos eventos randômicos, ou seja, uma enchente com período 
de retorno de 100 anos (que ocorre, em média, a cada 100 anos) 
pode ocorrer no próximo ano, ou pode não ocorrer nos próximos 
100 anos (ou ainda pode ser superada diversas vezes).
A equação da chuva é específica para cada local e é obtida a partir de registros de 
pluviógrafos (séries de dados), estabelecendo-se, para cadaduração de chuva, as 
máximas intensidades registradas.
A representação geral de uma equação de chuvas intensas tem a forma:
Onde:
i – intensidade da chuva (mm/h).
Tr – período de retorno (anos).
t – duração da precipitação (minutos).
a,b,c,d – constantes (parâmetros característicos da IDF de cada local).
50Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Por exemplo, para a cidade de Fortaleza (Ceará), comumente adota-se:
Sendo:
i – intensidade média da chuva (mm/h).
Tr – período de retorno (anos).
t – duração da chuva (min).
Que dá origem ao gráfico da Figura 20.
Figura 20: Gráfico Equação de Fortaleza-CE, i [mm/h] x t [min]
Fonte: DEAD/IFCE (2015).
 
Outro exemplo é a equação de Wilken (1978) para a Região Metropolitana de São 
Paulo.
51Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Sendo:
i – intensidade média da chuva (mm/h).
Tr – período de retorno (anos).
t – duração da chuva (min).
Ao se projetar uma obra hidráulica, devemos levar em conta o fator de ordem 
econômica e, assim, deve-se considerar o risco da obra falhar durante sua vida 
útil – é importante quantificar esse risco. Para isso, analisam-se estatisticamente 
as precipitações observadas nos postos pluviométricos, verificando-se com que 
frequência a magnitude adotada no projeto foi igualada ou superada.
A Equação IDF (Intensidade, Duração, Frequência) é obtida a 
partir da análise estatística de séries de dados de um pluviógrafo 
(preferencialmente mais de 15 anos).
1. Para cada ano da série, escolhem-se as maiores chuvas 
de uma determinada duração.
2. É escolhida uma distribuição de frequência que melhor 
represente a distribuição dos valores observados.
3. O procedimento é repetido para diferentes durações de 
chuva.
4. Os resultados são resumidos na forma da equação 
contendo as variáveis: intensidade, duração e período de 
retorno (ou frequência).
52Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
UNIDADE 2 – EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Tópico 1 - O processo de evapotranspiração e sua 
relação com o ciclo hidrológico
Collischonn e Dorneles (2015) definem a evapotranspiração como um conjunto de 
dois processos: evaporação e transpiração. 
Fonte: Pixabay 3638387, 2023
Evaporação é o processo de transferência de água líquida para vapor do ar 
diretamente de superfícies líquidas, como lagos, rios, reservatórios, poças, e gotas 
de orvalho. A água que umedece o solo, que está em estado líquido, também pode 
ser transferida para a atmosfera diretamente por evaporação. Mais comum nesse 
caso, entretanto, é a transferência de água por meio do processo de transpiração.
A transpiração envolve a retirada da água do solo pelas raízes das plantas, o 
transporte da água pelos vasos condutores da planta até as folhas e a passagem da 
água para a atmosfera através dos estômatos da folha.
O processo de evaporação exige um fornecimento de energia que, na natureza, é 
provido pela radiação solar. O ar atmosférico é uma mistura de gases dentre os 
quais está o vapor de água. A quantidade de vapor de água que o ar pode conter é 
limitada e é denominada concentração de saturação (ou pressão de saturação). A 
53Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
concentração de saturação de vapor de água no ar varia de acordo com a temperatura 
do ar. Quando o ar acima de um corpo d’água está saturado de vapor, o fluxo de 
evaporação se encerra, mesmo que a radiação solar esteja fornecendo a energia do 
calor latente de evaporação.
Assim, para ocorrer a evaporação, são necessárias duas condições:
• Que a água líquida esteja recebendo energia para prover o calor latente 
de evaporação – essa energia (calor) pode ser recebida por radiação ou 
por convecção (transferência de calor do ar para a água).
• Que o ar acima da superfície líquida não esteja saturado de vapor de 
água. Além disso, quanto maior a energia recebida pela água líquida, 
tanto maior é a taxa de evaporação. Da mesma forma, quanto mais 
baixa a concentração de vapor no ar acima da superfície, maior a taxa de 
evaporação.
Fatores que afetam a evaporação (STUDART, 2004):
 + Vento
A ação do vento consiste em deslocar as parcelas de ar mais úmidas 
encontrada na camada limite superficial, substituindo-as por outras mais 
secas. Inexistindo o vento, o processo de evaporação cessaria tão logo o 
ar atingisse a saturação, uma vez que estaria esgotada sua capacidade de 
absorver vapor d’água.
 + Umidade
O ar seco tem maior capacidade de absorver vapor d’água adicional que o 
ar úmido, dessa forma, à medida que ele se aproxima da saturação, a taxa 
de evaporação diminui, tendendo a se anular, caso não haja vento para 
promover a substituição desse ar.
 + Temperatura
A elevação da temperatura ocasiona uma maior pressão de saturação do 
vapor, adquirindo o ar uma capacidade adicional de conter vapor d’água.
 + Radiação solar
A energia necessária para o processo de evaporação tem como fonte 
primária o sol; a incidência de sua radiação varia com a latitude, clima e 
estação do ano.
A evaporação pode ser medida em estações meteorológicas, comumente utilizando 
tanques classe A. Essas medições podem ser usadas para estimar a evaporação da 
água exposta nos reservatórios localizados em regiões próximas, sendo necessário, 
54Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
no entanto, a aplicação de um fator de redução, já que os tanques são rasos e 
favorecem o aquecimento mais rápido da água em relação aos reservatórios.
Já as medições de evapotranspiração são muito complexas, pois requerem o controle 
de retirada de água do solo pelas plantas e posterior evaporação. Sabendo-se que 
cada tipo de planta e cada fase de crescimento possuem sua própria demanda 
evaporativa, essas medições possuem aplicação muito específica.
Assim, na escala de bacia, costuma-se estimar a evapotranspiração por meio de 
equações que utilizam apenas informações de clima ou adicionam considerações 
genéricas de cobertura vegetal.
Quando se requer de informações mais precisas, como otimizar o uso da água 
para irrigação de determinada cultura, faz-se necessário o uso de equações mais 
específicas que levam em consideração características próprias de cada cultura.
Algumas equações usadas para estimar a evapotranspiração são a de Penman-
Monteith, de Thornthwaite, de Hargreaves, entre outras.
Entenda melhor sobre os métodos empíricos de determinação 
da Evapotranspiração no documento 263 da Embrapa: Uma 
Revisão sobre os Métodos Empíricos de Fernandes et al (2010). 
Acesse: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/
item/29024/1/doc263.pdf.
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/29024/1/doc263.pdf
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/29024/1/doc263.pdf
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UNIDADE 3 – INFILTRAÇÃO
Tópico 1 - Os processos de infiltração da água 
no solo e suas relações com armazenamento e 
disponibilidade hídrica
A infiltração é definida como a passagem da água através da superfície do solo, 
passando pelos poros e atingindo o interior, ou perfil, do solo. A infiltração de água 
no solo é importante para o crescimento da vegetação, para o abastecimento dos 
aquíferos (reservatórios de água subterrânea), para o armazenamento da água 
que mantém o fluxo nos rios durante as estiagens, para a redução do escoamento 
superficial, redução das cheias e diminuição da erosão (COLLISCHONN; DORNELLES, 
2008).
A parte superior da crosta terrestre é normalmente porosa até uma maior ou menor 
profundidade. Os poros podem, nesta porção da litosfera, estar parcialmente 
ou completamente cheios de água. A camada superior onde os poros estão 
parcialmente cheios d’água é designada zona de aeração. Imediatamente abaixo, 
onde os interstícios estão repletos d’água, é a zona de saturação (STUDART, 2004). 
Observem o perfil de distribuição vertical da água na Figura 21.
56Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 21: Distribuição vertical da água
Fonte: Adaptadode CETESB, 1978.
57Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
A zona de aeração é dividida em 3 faixas: faixa de água no solo, faixa intermediária e 
franja de capilaridade. Seus limites não são bem definidos, havendo uma transição 
gradual de uma para outra.
Faixa de água do subsolo é de particular importância para a agricultura, pois fornece 
a água para crescimento das plantas. A água se mantém nessa faixa pela atração 
molecular e pela ação da capilaridade, agindo contra a força da gravidade. A atração 
molecular tende a reter uma delgada película de água sobre a superfície de cada 
partícula sólida.
A faixa intermediária, da mesma forma que na faixa de água do solo, retém a água 
por atração molecular e capilaridade. A água retida nessa faixa é um armazenamento 
morto, visto que não pode ser aproveitada para qualquer uso.
A faixa de capilaridade retém a água acima da zona de saturação por capilaridade, 
opondo-se à ação da gravidade.
A zona de saturação é a única dentre as águas da superfície que, propriamente, 
constitui a água subterrânea, cujo movimento se deve também à ação da gravidade, 
obedecendo às leis do escoamento subterrâneo.
São os seguintes os fatores que interferem no fenômeno da infiltração (STUDART, 
2004):
 + Tipo de solo
A capacidade de infiltração varia diretamente com a porosidade e com o 
tamanho das partículas do solo. As características presentes em pequena 
camada superficial, com espessura da ordem de 1 cm, têm grande influência 
sob a capacidade de infiltração.
 + Umidade do solo
Quando a água é aplicada em um solo seco, não há movimento descendente 
dessa água até que as partículas do solo estejam envolvidas por uma fina 
película d’água. As forças de atração molecular e capilar fazem com que a 
capacidade de infiltração inicial de um solo seco seja muito alta. À medida que 
a água percola, a camada superficial vai ficando semi-saturada, fazendo com 
que as forças de capilaridade diminuam, diminuindo também a capacidade 
de infiltração, que tende a um valor constante após algumas horas.
 + Vegetação
Uma cobertura vegetal densa como grama ou floresta tende a promover 
maiores valores de capacidade de infiltração, devido ao sistema radicular 
que proporciona a formação de pequenos túneis e que retira umidade 
do solo através da transpiração, e à cobertura vegetal que previne a 
compactação do solo.
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 + Compactação
Solos nus podem se tornar parcialmente impermeáveis pela ação 
compactadora das grandes gotas de chuva (que também preenchem 
os vazios do solo com material fino) e pela ação do tráfego constante de 
homens, veículos ou animais.
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UNIDADE 4 – ESCOAMENTO
Tópico 1 - O escoamento subterrâneo e superficial 
e suas relações para o dimensionamento de 
estruturas hídricas
ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO
No processo de infiltração, a água da chuva pode ultrapassar a zona de aeração e 
chegar à zona de saturação recarregando o reservatório subterrâneo, conhecido 
como aquífero.
Existem 2 tipos de aquíferos: o confinado, que fica abaixo de uma superfície 
impermeável, na qual a pressão da água no aquífero é superior à pressão atmosférica; 
e o livre, também conhecido como lençol freático, no qual a pressão da água no 
aquífero está igual à pressão atmosférica.
A água contida nos aquíferos escoa lentamente pelos poros ou fraturas das rochas 
até aflorarem na superfície de forma concentrada, como em nascentes/olhos 
d’agua, ou distribuída ao logo dos rios, sendo responsável pela manutenção do 
fluxo durante a estiagem.
60Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Além de alimentar os rios, a água subterrânea também é acessada através de poços, 
sendo frequentemente utilizada para abastecimento humano; em teoria, está mais 
protegida de contaminantes.
É importante então destacar que é a capacidade de infiltração da água da chuva no 
solo que permite o abastecimento dos aquíferos e que o processo de compactação 
dos solos agrícolas com o uso de maquinário pesado em larga escala, a exposição do 
solo e predominância de raízes pouco profundas podem modificar profundamente o 
padrão nativo de infiltração, reduzindo a chegada de água da chuva nos reservatórios 
subterrâneos.
ESCOAMENTO SUPERFICIAL 
Quando a água da chuva não consegue infiltrar, seja porque o terreno impermeável 
já esteja saturado ou a velocidade de ocorrência da chuva é superior que a de 
infiltração, observa-se a geração do escoamento pela superfície do terreno em 
forma de lâmina ou por “veios” de água até finalmente atingir um curso d’água, por 
onde irá se propagar.
Esse movimento é chamado de escoamento superficial, ou escoamento rápido, em 
contraponto ao escoamento lento ou subterrâneo.
A parcela de chuva que se transforma em escoamento superficial é denominada 
de chuva efetiva ou precipitação efetiva e seu valor depende das características do 
terreno e das condições da chuva (COLLISCHINN; DORNELLES, 2015).
O coeficiente de escoamento superficial (C), também chamado coeficiente de 
deflúvio ou coeficiente de run-off, pode ser compreendido como a chuva efetiva em 
termos relativos, ou seja, a razão entre o que choveu e o que foi escoado. Em termos 
práticos, sendo C=0,4, significa que 40% da chuva se transforma em vazão.
A vazão que observamos nos rios são então uma resposta à chuva que ocorreu na 
bacia, tanto em curto como em longo prazo.
O que é Hidrograma?
Um hidrograma é um gráfico que representa o comportamento 
da vazão em uma seção de um rio ao longo do tempo. 
No hidrograma da Figura 22, observamos que, durante e imediatamente após 
a chuva, predomina o escoamento superficial, enquanto durante a estiagem, 
predomina o escoamento subterrâneo ou escoamento de base (COLLISCHINN; 
DORNELLES, 2015).
61Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Figura 22: Exemplo de hidrograma de um rio como resposta a um 
evento de chuva
Fonte: Adaptado de Collischonn (2008).
Os aspectos que envolvem tanto a vegetação quanto as características do solo têm 
influência no comportamento da bacia hidrográfica e sua resposta aos eventos de 
chuva. Na Tabela 6, são apresentadas algumas características e comportamentos 
que podem ser gerados por influência desses fatores.
62Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Tabela 6: Características e comportamentos da vegetação e das 
características do solo
FATOR COMPORTAMENTO
Vegetação – Solo 
– Ação Antrópica
Floresta → > intercepção foliar → > demora a 
ocorrência do escoamento superficial → > sistema 
radicular mais profundo → H2O utilizada pela 
vegetação pode ser extraída mais profundamente.
Presença de vegetação → reduz perdas de 
solo (erosão), entre outros aspectos.
Ação antrópica → substitui as florestas → 
urbanização e agricultura → altera o Escoamento 
→ aumenta velocidade do escoamento → 
redução de distâncias quando comparada a 
drenagem natural → gera picos de enchente.
Agricultura → compactação do solo → pode reduzir 
a porosidade, diminuir teor de matéria orgânica, 
sistema radicular mais superficial, capacidade de 
infiltração reduzida → aumento do escoamento 
superficial → maior tendência a enchentes.
Solos rasos têm maior tendência a escoamento 
superficial, bem como os solos argilosos 
→ maior tendência a enchentes.
Solos profundos menor escoamento superficial, bem 
como os solos arenosos → menor tendência a enchentes.
Fonte: Adaptado de Collischinn; Dornelles (2015).
Em alguns casos, a vazão de resposta a um evento de chuva pode ser estimada 
por métodos simplificados, como o Método Racional, cujo desenvolvimento será 
apresentado a seguir para ilustrar a utilização de informações estudadas até aqui. 
63Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
CÁLCULO DA VAZÃO DE PROJETO – MÉTODO RACIONAL
Vazão de projeto é a vazão de enchente de um curso d´água vinculada à segurança 
de uma obra hidráulica, associada à probabilidade deocorrência de evento em um 
ano qualquer. É estimada para a bacia de contribuição delimitada pela seção de 
projeto (DAEE, 2006).
O Método Racional é utilizado para a estimativa de vazões de enchentes (vazões de 
pico do hidrograma) em bacias que não apresentem complexidade e que tenham 
até 5 km² de área de drenagem, por meio da seguinte expressão:
Sendo:
Q – vazão de pico (m³/s).
C – coeficiente de escoamento superficial (adimensional).
I – intensidade da chuva (mm/h).
A – área da bacia hidrográfica (km²).
O fator 0,278 surge devido à transformação dimensional entre a intensidade de 
chuva, área da bacia e a vazão de pico calculada.
Para aplicar os métodos, é preciso determinar:
• área da bacia a partir de mapas, fotografias aéreas e até mesmo 
levantamento topográfico local.
• A intensidade média da chuva.
• O coeficiente de escoamento superficial C.
Atenção!
O uso desse método não é aconselhado para grandes áreas 
naturais. Entretanto, é satisfatório para o projeto de galerias 
cujo os cálculos comumente consideram sub-bacias pequenas.
O coeficiente de escoamento superficial C é variável e depende da chuva, da 
precipitação antecedente, da umidade do solo no início da precipitação, do tipo do 
solo, da ocupação da terra, da rede de drenagem, do efeito do armazenamento e da 
retenção superficial, além de outros fatores. Valores de coeficiente de escoamento 
superficial podem ser obtidos na Tabela 7 e Tabela 8 em função do tempo de retorno 
da chuva e das características do terreno.
64Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Tabela 7: Valores de C (Método Racional), áreas urbanas e com 
grama
Tipo/
Declividade 
da Superfície
Período de retorno (anos)
2 5 10 25 50 100 500
ÁREAS URBANAS
Asfalto 0,73 0,77 0,81 0,86 0,90 0,95 1,00
Concreto/Telhado 0,75 0,80 0,83 0,88 0,92 0,97 1,00
ÁREAS COM GRAMA
Grama cobrindo menos de 50% da área
Plana (0 – 2%) 0,32 0,34 0,37 0,40 0,44 0,47 0,58
 Média (2 – 7%) 0,37 0,40 0,43 0,48 0,49 0,53 0,61
Inclinada (> 7%) 0,40 0,43 0,45 0,49 0,52 0,55 0,62
Grama cobrindo de 50% a 75% da área
Plana (0 – 2%) 0,25 0,28 0,30 0,34 0,37 0,41 0,53
 Média (2 – 7%) 0,33 0,36 0,38 0,42 0,45 0,49 0,58
Inclinada (> 7%) 0,37 0,40 0,42 0,46 0,49 0,53 0,60
Grama cobrindo mais do que 75% da área
Plana (0 – 2%) 0,21 0,23 0,25 0,29 0,32 0,36 0,49
 Média (2 – 7%) 0,29 0,32 0,35 0,39 0,42 0,46 0,56
Inclinada (> 7%) 0,34 0,37 0,40 0,44 0,47 0,51 0,56
Fonte: Chow et al., (1988).
65Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Tabela 8: Valores de C (Método Racional), áreas rurais
Tipo/Declividade 
da Superfície
Período de retorno (anos)
2 5 10 25 50 100 500
ÁREAS RURAIS
Campos Cultivados
Plana (0 – 2%) 0,31 0,34 0,36 0,40 0,43 0,47 0,57
 Média (2 – 7%) 0,35 0,38 0,41 0,44 0,48 0,51 0,60
Inclinada (> 7%) 0,39 0,42 0,44 0,48 0,51 0,54 0,61
Pastos
Plana (0 – 2%) 0,25 0,28 0,30 0,34 0,37 0,41 0,53
 Média (2 – 7%) 0,33 0,36 0,38 0,42 0,45 0,49 0,58
Inclinada (> 7%) 0,37 0,40 0,42 0,46 0,49 0,53 0,60
Florestas/Reflorestamentos
Plana (0 – 2%) 0,22 0,25 0,28 0,31 0,35 0,39 0,48
 Média (2 – 7%) 0,31 0,34 0,36 0,40 0,43 0,47 0,56
Inclinada (> 7%) 0,35 0,39 0,41 0,45 0,48 0,52 0,58
Fonte: Chow et al., (1988).
66Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
UNIDADE 5 – BALANÇO HÍDRICO
Tópico 1 - Disponibilidade hídrica em função das 
entradas e saídas na bacia hidrográfica
De acordo com Mendonça (2001), o princípio da conservação da massa aplicado 
ao ciclo hidrológico permite descrever quantitativamente o balanço hídrico. A 
conservação da massa de um volume de controle representa que a taxa de variação 
armazenada é igual a diferença entre as entradas e saídas, considerando a densidade 
da água constate, sendo que as leis de conservação podemos equacionar em termos 
de volume como: 
Onde:
V – volume de água no interior do volume de controle.
I – taxa de entrada de água no volume de controle.
O – taxa de saída de água no volume de controle.
Se considerarmos apenas condições medias anuais, o termo dv/dt (taxa de variação 
da velocidade em função do tempo) pode ser desprezível, assim teremos que:
Conforme Collischonn e Dornelles (2015), o balanço entre entradas e saídas de água 
em uma bacia hidrográfica considera a precipitação como principal entrada de água, 
já a saída pode ocorrer por evapotranspiração e escoamento. Assim, podemos 
reescrever a equação do balanço hídrico:
Onde:
P – taxa média de precipitação (mm ano-1).
Esc – taxa média de escoamento superficial* (mm ano-1).
Et – taxa média de evapotranspiração (mm ano-1).
*A taxa de escoamento subterrâneo a longo prazo é considerada desprezível quando 
comparada a outras grandezas.
67Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Atenção!
Destacamos que é extremamente importante a realização do 
balanço hídrico como ferramenta para definir a disponibilidade 
hídrica. Quantificando as entradas e saídas podemos avaliar se é 
possível atender à demanda. 
Finalizamos analisando que o ciclo hidrológico pode ser afetado por fatores 
climáticos e antrópicos, sendo as alterações produzidas pelo homem extremamente 
preocupantes. Ao adaptar o meio ambiente às suas necessidades, o homem pode 
provocar mudanças irreversíveis no ciclo hidrológico regional, comprometendo a 
disponibilidade hídrica, tanto em quantidade como em qualidade. A Figura 23 ilustra 
a interferência das ações antrópicas no ciclo hidrológico.
Figura 23: Interferências no ciclo hidrológico
Fonte: Adaptado de http://aquafluxus.com.br/?p=821.
http://aquafluxus.com.br/?p=821
68Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
De acordo com Fritzen e Binda (2011), o ciclo hidrológico, quando em condições 
naturais, é considerado um sistema em equilíbrio. Entretanto, com a crescente 
urbanização das bacias hidrográficas, nota-se mudanças, as quais geram alterações 
na dinâmica do ciclo da água. Analisando as áreas urbanizadas, observa-se que os 
fatores como a impermeabilização do terreno, a canalização de cursos fluviais e a 
remoção da vegetação desencadeiam ou aceleram os processos de erosão e de 
inundações.
Ouça para assimilar um pouco mais os seus conhecimentos: 
Hidrologia Básica - Disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica
Entenda melhor como as mudanças climáticas podem interferir 
nos recursos hídricos assistindo ao vídeo da Agência Nacional de 
Águas, em: A Água e as Mudanças Climáticas
https://podcasters.spotify.com/pod/show/enap/episodes/EV-G-Hidrologia-Bsica---Disponibilidade-hidrica-na-bacia-hidrografica-e2av919
https://youtu.be/8dPFREARphk
69Enap Fundação Escola Nacional de Administração Pública
Referências
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geográfica: noções e propostas para uma didática da geomorfologia. Belo Horizonte. 
Inst. Geoc., Univ. Fed. Minas Gerais. 105 f. (Dissert. Mestr. Geografia).
CECÍLIO, R. A.; REIS, E. F. Apostila didática: manejo de bacias hidrográfica. 
Universidade federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Agrárias, Departamento 
de Engenharia Rural, 2006. 10p.
CHOW. V.T., MAIDMENT, D.R., MAYS, L.W. Applied Hydrology. 1st ed., McGraw-Hill, 
New York, NY, USA. 1998.
CHRISTOFOLETTI, A. A variabilidade espacial e temporal da densidade de 
drenagem. Not. Geomorfológica, v. 21, n. 42, 1981. p. 3-22.
CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia. 2. ed. São Paulo:Ed. Blücher. 1980. 188p. 
CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia Fluvial. São Paulo: Edgard Blucher, 1981. 313p.
COLLISCHONN, W., DORNELLES, F. Hidrologia para Engenharia e Ciência 
Ambientais. Porto Alegre, RS: ABRB - Associação Brasileira de Recursos Hídricos. 
2015. 336p.
DAEE. Guia Prático Para Projetos de Pequenas Obras Hidráulicas. V.1, São Paulo, 
2006.
ELESBON, A. A. A.; SILVA, D. D da; CAIXETA, S. P.; CASTRO JÚNIOR, W. L.; 
CONTIN, F. S.; F. De A. Otto-codificação da bacia do rio São Mateus a partir 
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WILKEN, P. S. Engenharia de drenagem superficial. São Paulo: CETESB, 1978. 477p.
Glossário
Aluvionares: Que se refere, pertence ou é próprio a aluvião, terreno formado 
por depósito de matérias orgânicas e inorgânicas deixado pelas águas; aluviano, 
aluvionário, aluviônico.
Exutório: é um ponto de um curso d’água onde se dá todo o escoamento superficial 
gerando no interior uma bacia hidrográfica banhada por este curso.
Montante para Jusante: Em hidráulica, tudo o que está abaixo de um dado ponto 
de referência, ao longo de um curso d’água, até a sua foz
Pedogênese: formação de solos é o processo no qual determinado solo é formado, 
assim como suas características e sua evolução na paisagem.
https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000137843
	Sistemas Hidrológicos, Ciclo hidrológico e Bacias Hidrográficas
	UNIDADE 1 - SISTEMAS HIDROLÓGICOS
	Tópico 1 - Importância do estudo de sistemas hidrológicos
	UNIDADE 2 - CICLO HIDROLÓGICO
	Tópico 1 - O ciclo hidrológico e seus componentes
	UNIDADE 3 - BACIA HIDROGRÁFICA
	Tópico 1 - A definição de uma bacia hidrográfica
	Tópico 2 - Parâmetros físicos que caracterizam uma bacia hidrográfica
	Principais componentes do ciclo hidrológico e suas relações com o ambiente
	UNIDADE 1 – PRECIPITAÇÃO
	Tópico 1 - Os processos de precipitação e medições
	UNIDADE 2 – EVAPOTRANSPIRAÇÃO
	Tópico 1 - O processo de evapotranspiração e sua relação com o ciclo hidrológico
	UNIDADE 3 – INFILTRAÇÃO
	Tópico 1 - Os processos de infiltração da água no solo e suas relações com armazenamento e disponibilidade hídrica
	UNIDADE 4 – ESCOAMENTO
	Tópico 1 - O escoamento subterrâneo e superficial e suas relações para o dimensionamento de estruturas hídricas
	UNIDADE 5 – BALANÇO HÍDRICO
	Tópico 1 - Disponibilidade hídrica em função das entradas e saídas na bacia hidrográfica
	Referências
	Glossário