Livro Hidrolgia Aplicada

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em 19/11/2024

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Hidrologia Básica: Ciclo e Bacias

UNIFEI

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Perguntas dessa disciplina

Questão 10/10 - Obras Hidráulicas Ler em voz alta Leia o fragmento abaixo: “A microdrenagem é composta pelos condutos de águas pluviais que captam ess

Questão 1/10 - Química Ambiental Ler em voz alta Leia o trecho a seguir: “No Terra, a maior parte da água é encontrada na forma salina. Oceanos, mares

A água é sem dúvidas, um dos principais, senão 0 mais importante elemento natural da manutenção da vida no Planeta. A precipitação é O resultado de um

UNIASSELVI

Questão 3/10 Hidráulica, Irrigação e Drenagem Ler em voz alta Atente ao fragmento de texto a seguir: "Dizemos que a evapotranspiração ocorre quando há

Leia o fragmento abaixo: “A microdrenagem é composta pelos condutos de águas pluviais que captam essa água nas edificações.” Fonte: Drenagem Urbana...

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FACULDADE ÚNICA
DE IPATINGA

Franciane Mendonça dos Santos

Doutora em Ciências da Engenharia Ambiental pela Universidade de São Paulo (USP)
(2018) com período de co-tutela no Instituto Superior Técnico (IST) em Lisboa/Portugal.
Mestre em Engenharia Civil – Recursos Hídricos e Tecnologias Ambientais pela Universidade
Estadual Paulista (UNESP), campus Campus de Ilha Solteira – SP (2013). Graduada em
Engenharia Ambiental pela Universidade Estadual Paulista, Campus de Presidente
Prudente – SP (2011). Atua na área da Engenharia Ambiental, com ênfase em aplicação
de modelos concentrados e distribuídos para modelagem hidrológicas de bacias
hidrográficas. Tem experiência em gerenciamento de bacias hidrográficas, Hidrologia,
Sistemas de Informações Geográficas e Sensoriamento Remoto. Atuou como professora
da ESAMC – Escola Superior de Administração, Marketing e Comunicação, nos cursos de
Engenharia Ambiental e Engenharia Civil e ministra as disciplinas: Geoprocessamento,
Saneamento básico, Tratamento de Efluentes e Gestão Ambiental. Atualmente é aluna
Pós-Doutorado da Universidade Federal de São Carlos no Programa de Pós-Graduação
em Engenharia Urbana – PPGEU e professora voluntária no curso de Engenharia Ambiental
(EaD) nas disciplinas de Monitoramento ambiental e Hidrologia Aplicada.
HIDROLOGIA APLICADA

1ª edição
Ipatinga – MG
2022

FACULDADE ÚNICA EDITORIAL

Diretor Geral: Valdir Henrique Valério
Diretor Executivo: William José Ferreira
Ger. do Núcleo de Educação a Distância: Cristiane Lelis dos Santos
Coord. Pedag. da Equipe Multidisciplinar: Gilvânia Barcelos Dias Teixeira
Revisão Gramatical e Ortográfica: Izabel Cristina da Costa
Revisão/Diagramação/Estruturação: Bruna Luiza Mendes Leite
Fernanda Cristine Barbosa
Guilherme Prado Salles
Lívia Batista Rodrigues
Design: Bárbara Carla Amorim O. Silva
Élen Cristina Teixeira Oliveira
Maria Eliza Perboyre Campos

Este livro ou parte dele não podem ser reproduzidos por qualquer meio sem Autorização
escrita do Editor.

Ficha catalográfica elaborada pela bibliotecária Melina Lacerda Vaz CRB – 6/2920.

NEaD – Núcleo de Educação a Distância FACULDADE ÚNICA
Rua Salermo, 299
Anexo 03 – Bairro Bethânia – CEP: 35164-779 – Ipatinga/MG
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Este espaço é destinado para a reflexão sobre
questões citadas em cada unidade, associando-o a
suas ações, seja no ambiente profissional ou em seu
cotidiano.

SUMÁRIO

CICLO HIDROLÓGICO E BACIA HIDROGRÁFICA .................................... 8
1.1 CONCEITOS PRINCIPAIS E A IMPORTÂNCIA DA HIDROLOGIA .......................... 8
1.2 CICLO HIDROLÓGICO: BALANÇO HÍDRICO E PRINCIPAIS COMPONENTES ..... 9
1.3 CARACTERIZAÇÃO E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS .........................13
FIXANDO O CONTEÚDO ...................................................................................24
PRECIPITAÇÃO, EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO ................... 29
2.1 FORMAÇÃO DE PRECIPITAÇÕES ......................................................................... 29
2.2 MEDIDAS PLUVIOMÉTRICAS E A VARIABILIDADE DAS PRECIPITAÇÕES ............ 32
2.3 COLETA E ANÁLISE DOS DADOS PLUVIOMÉTRICOS ........................................... 35
2.4 PROCESSOS BÁSICOS DE EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO ................ 42
FIXANDO O CONTEÚDO ....................................................................................... 45
INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO E ESCOAMENTO SUPERFICIAL ....... 50
3.1 A MOVIMENTAÇÃO E O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO .................... 50
3.2 ESTIMATIVA DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL ...................................................... 57
FIXANDO O CONTEÚDO ...................................................................................66
REGIME DOS CURSOS D’ÁGUA .............................................................. 71
4.1 A FORMA DOS RIOS ............................................................................................. 71
4.2 PROCESSOS DE FORMAÇÃO DOS CANAIS NATURAIS ....................................... 72
4.3 OS RIOS COMO GEOSSISTEMAS: PERFIL, VAZÃO E INUNDAÇÕES .................... 75
FIXANDO O CONTEÚDO ...................................................................................81
HIDROLOGIA DA ÁGUA SUBTERRÂNEA ................................................. 86
5.1 DISTRIBUIÇÃO VERTICAL DA UMIDADE ............................................................... 86
5.2 CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS ...................................................................... 88
5.3 CARACTERÍSTICAS DOS AQUÍFEROS ................................................................... 90
FIXANDO O CONTEÚDO ...................................................................................... 93
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS ................................................................. 98
6.1 HIDRÁULICA DE CANAIS ERODÍVEIS E TRANSPORTE DE SÓLIDOS ..................... 98
6.2 MEDIDAS DE CONCENTRAÇÃO DE SEDIMENTOS ............................................. 102
6.3 ASSOREAMENTO DE RESERVATÓRIOS E SEDIMENTAÇÃO ................................ 104
FIXANDO O CONTEÚDO ................................................................................. 108
RESPOSTAS DO FIXANDO O CONTEÚDO ............................................. 112
REFERÊNCIAS ......................................................................................... 113

UNIDADE
01
UNIDADE
02
UNIDADE
03
UNIDADE
04
UNIDADE
05
UNIDADE
06

CONFIRA NO LIVRO

A Unidade 1 explora a importância da hidrologia no estudo das
questões relacionadas à água. Os principais componentes
abordados são o ciclo hidrológico, com foco no balanço hídrico, e
a bacia hidrográfica no que tange a sua caracterização e o manejo
destas áreas.
Na Unidade 2, serão abordados temas relacionados aos processos
básicos de precipitação, tais como os fatores da geografia física e
das condições climáticas. Consequentemente, estudaremos com
maior profundidade alguns dos componentes do balanço hídrico,
em especial, a evaporação e a evapotranspiração.

A unidade 3 descreve os processos que regem a infiltração de água
no solo e o escoamento superficial e mostra como estes dados
hidrológicos interagem com os fatores físicos e antrópicos do meio
ambiente interferindo no comportamento hidrológico das demais
variáveis do ciclo hidrológico.
Na Unidade 4, os princípios de hidrologia fluvial serão explicitados
em nossos
certo tempo, expressa
normalmente em mm.
e) Intensidade de evaporação é a quantidade de água evaporada ou transpirada
por unidade de área em certo tempo, medida em mm por hora.

INFILTRAÇÃO DA ÁGUA NO SOLO
E ESCOAMENTO SUPERFICIAL

O planejamento de uso e conservação da água requer informações precisas
sobre a taxa em que diferentes solos absorvem a água precipitada em variadas
condições. A taxa de entrada de água no solo varia entre os tipos de solo e também
grandes diferenças podem ser observadas dentro de um único tipo de solo, a
depender de: níveis de umidade do solo, culturas vegetais presentes,
impermeabilização superficial e das práticas de manejo empregadas. Vale ressaltar
que o termo infiltração de água faz referência ao armazenamento de água e
evidencia a quantidade de água que escoará sobre a superfície do terreno, a
componente do escoamento superficial.

3.1 A MOVIMENTAÇÃO E O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA NO SOLO
A água fluindo em uma bacia hidrográfica pode ser drenada na superfície
terrestre, mas pode também se movimentar pelos poros no solo e nas fraturas do
substrato rochoso, mesmo em solos de baixa porosidade (GROTZINGER; JORDAN,
2013). A infiltração é comumente definida como o processo de entrada da água na
superfície da terra em um solo a partir de uma fonte, como chuva, irrigação ou
mesmo degelo. Podemos listar como alguns fatores interferem na infiltração:
 a textura predominante, ou seja, a proporção entre areia, silte e argila da
porção mineral do solo; a estrutura (arranjos e adensamentos);
 a existência de matéria orgânica, com a presença inclusive de biota que
aumenta os caminhos preferenciais do transporte do solo (bioporos);
 a inclinação do terreno, pois quanto mais inclinado, maior a velocidade que
a água pode assumir e menor a infiltração em perfil;
 a vegetação, pois diferentes espécies promovem diferentes interceptações;
 a rugosidade da superfície, incluindo a impermeabilização de vias e terrenos,
que reduz a infiltração e aumenta a velocidade da água na superfície.
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Fonte de
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a não
encontra
da.

Fatores naturais incluem ainda a intensidade de precipitação, a temperatura
do solo, resíduos e umidade do solo, que variam com o tempo e o espaço, podendo
interagir com outros fatores na infiltração (RAWLS, 2017). Em geral, consideramos que
não temos grandes variações da capacidade de infiltração de um solo quando ele
atinge seu ponto de saturação, porém, poderíamos destacar a interceptação
vegetal (ICV), incluindo a serrapilheira (material de cobertura do solo), como uma
das variáveis de mais complexa mensuração. Em teoria, a água armazenada
primeiramente pela serrapilheira manteria a potencialidade orgânica ativa de um
solo e liberaria o líquido interceptado pela ação da gravidade, promovendo um
melhor aproveitamento desse recurso natural.
O solo apresenta como uma de suas funções básicas drenar e armazenar
água que incide sobre a bacia hidrográfica (OSMAN, 2013). Simplificadamente, a
água no perfil poroso pode ser dividida verticalmente em zonas com diferentes
teores de umidade (Figura 17): A zona de saturação onde os poros são preenchidos
com água e uma zona de aeração (chamada de não saturada ou vadosa), na qual
os poros podem conter ambos os gases (ar e vapor de água) e água líquida (BEAR,
1972).

Figura 17: Armazenamento da água em zonas com diferentes umidades

Fonte: Grotzinger e Jordan (2014), p. 485.

Quando ocorre a infiltração da água na superfície do perfil do terreno (I)
acontece o armazenamento de água ao longo da profundidade do terreno,
podendo haver percolação em profundidade (DP) com a recarga de aquíferos.
Collischonn e Dornelles (2013) enfatizam que a quantificação do teor de umidade
do solo (Sw) pode ser realizada pela relação entre o volume total de vazios de uma
amostra e o volume de água contido nessa amostra pela Equação (17):

𝑆𝑤 =
𝑉á𝑔𝑢𝑎
𝑉𝑣
(17)

Em que: 𝑆𝑤 representa a umidade do solo, 𝑉á𝑔𝑢𝑎 é o volume de espaços
ocupados por água no solo e 𝑉𝑣 é o volume correspondente de espaços vazios do
meio poroso. Assim, quando há saturação do solo, o valor de Sw é aproximadamente
100%, ou seja, correspondente à porosidade total do material.
Vale ressaltar que a água armazenada no solo não está, em sua totalidade,
disponível para a utilização pela vegetação e pelos organismos. No meio poroso do
solo, a água é armazenada nos poros pela atuação de diferentes forças, tais como
a adsorção e a capilaridade (OSMAN, 2013). Observe, na Figura 18, uma
representação da curva de retenção de água genérica de um solo.

https://bit.ly/3wHUZSK

Figura 18: Desenho esquemático da retenção de uma porção da água precipitada e
infiltrada ao longo de um perfil de solo

Fonte: Elaborado pelo autor (2021)

O fluxo de água líquida através do solo é geralmente viscoso e laminar, ou
seja, não turbulento, devido ao pequeno tamanho dos poros nos quais ocorre o
movimento da água (DANE; JALBERT; HOPMANS, 2017). Nessas condições, a
densidade do fluxo de água q (m/s) é proporcional à força motriz, que é igual ao
negativo do gradiente hidráulico ∇H (adimensional, quantidade vetorial). Dane,
Jalbert e Hopmans (2017) destacam que a carga hidráulica H (em metros) é a
energia potencial (J) da água com base no peso (N), incorporando as influências
de forças como gravidade, pressão e capilaridade. Vale ressaltar que o valor de K
varia de solo para solo e mesmo dentro de um determinado solo, pois depende das
propriedades deste, como textura, teor de argila, orientação das partículas sólidas,
teor de matéria orgânica e teor de água. Matematicamente, o fluxo pode ser
expresso como (18):

q = −K ∙ ∇H (18)

A magnitude de q é definida como o volume de água V (m3) passando por
uma seção transversal do solo A (em m2) durante o tempo t (em segundos). O fator
de proporcionalidade que relaciona a densidade do fluxo à força motriz é chamado
de condutividade hidráulica K (m/s). Essa equação base é conhecida em hidráulica

como Lei de Darcy. Como a carga hidráulica H (m) tem unidades de comprimento,
o gradiente hidráulico, ∇H, é adimensional, então, as unidades para a densidade do
fluxo de água e a condutividade hidráulica são as mesmas, metros por segundo
(m/s).
Podemos destacar que a Lei de Darcy foi desenvolvida para meios porosos
saturados, porém, comumente, os solos não estão saturados e então uma
adaptação associa o potencial gravitacional com o potencial mátrico (LIBARDI,
2012; COLLISCHON; DORNELLES, 2013). Consideramos que potencial matricial do solo
(𝜓𝑚) mede a disponibilidade de água no solo para as plantas, pois constitui a força
com a qual a água seria retida pela matriz do solo e sua medida é possível por meio
de tensiômetros. A Equação de Darcy adaptada pode ser chamada de Equação
de Darcy-Buckingham (19) (LIBARDI, 2012):

𝑞 = − 𝐾(𝜃)
𝜕(𝜓𝑚 + 𝜓𝑔)
𝜕𝑧
(19)

Em que: q é a vazão específica (cm/s); K(θ) é a condutividade hidráulica em
solos não saturados (cm/s), uma característica intrínseca ao material; 𝜓𝑚 é o
potencial mátrico do solo (cm); e, finalmente, ψz é potencial gravitacional que
considerada uma distância vertical z (cm).
Por fim, considerando a equação da continuidade para fluxos verticais,
podemos analisar fisicamente que a Equação de Richards (RICHARDS, 1931;
COLLISCHON; DORNELLES, 2013) pode descrever a variação ao longo do tempo:
𝜕𝜃
𝜕𝑡
+
𝜕𝑞
𝜕𝑧
= 0 (20)
𝜕𝜃
𝜕𝑡
=
𝜕
𝜕𝑧
[𝐾(𝜃) (
𝜕𝜓𝑚
𝜕𝑧
+ 1)] (21)

Sendo que: θ é o teor de água no solo (adimensional); (θ) é a condutividade
hidráulica em solos não saturados (cm/s), 𝜓𝑚 é o potencial mátrico do solo (cm); e z
representa a direção de análise vertical (cm).
Estima-se que um solo saturado possa transportar um volume de água
proporcional à sua porosidade total, enquanto o mesmo solo não saturado

transporta apenas uma parcela desse volume (COLLISCHON; DORNELLES, 2013).
Assim, o solo saturado conduz, portanto, mais água que no estado de não
saturação. Existem muitos métodos para que possamos obter valores de
permeabilidade e condutividade hidráulica que refletem a dinâmica da água nas
diferentes componentes dos compartimentos ambientais. Modelos são utilizados,
portanto, para caracterizar a infiltração da água empregando conceitos
simplificados, que preveem a taxa de infiltração ou o volume acumulado de
infiltração.
Nesse sentido, os infiltrômetros de anel duplo estão entre os métodos de teste
mais utilizados para medição in situ da taxa de infiltração do solo. A dependência
do tamanho das medições de condutividade hidráulica saturada em meios porosos
tem sido estudada por vários pesquisadores e tem havido várias dimensões
propostas como o diâmetro mínimo exigido dos cilindros de teste (FATEHNIA et al.,
2014), podendo, inclusive, ser automatizado e adaptado com um registro, por
exemplo, por meio de controladores digitais de arduínos (Figura 19).

Figura 19: Imagens de um infiltrômetro duplo com coleta automatizada de dados

Fonte: Adaptado de Fatehnia et al. (2014)

A taxa de infiltração pelo método de infiltrômetros é calculada medindo-se o
volume de líquido adicionado ao anel interno para manter o nível do líquido
constante (ASTM, 2009). Saiba que inúmeras outras aproximações podem ser
aplicadas, como por exemplo a de Green-Ampt para fluxos e a de Van Genutchen
para retenção de água.

Finalmente, um método de estimativa da infiltração e do potencial
escoamento superficial pode ser feito utilizando-se o infiltrômetro de sulco. São
estruturados sulcos no solo de interesse e a dimensão das seções transversais nos
sulcos são aferidas com um perfilômetro (Figura 20), objetivando-se a determinação
da área, do perímetro molhado e do raio hidráulico. Para que o teste seja
característico do sulco, as medições são realizadas em ao menos três pontos,
utilizando-se suportes metálicos de contenção das laterais do solo: no começo, no
meio e no final do sulco.

Figura 20: Perfilômetro utilizado em ensaios de infiltrômetros

Fonte: https://bit.ly/3KxaliX Acesso em: 02 abr. 2021.

Esse método foi adaptado e comumente se constroem parcelas em que o
volume de entrada e de saída é mensurado. Tipicamente, varia-se a cobertura
analisada, para o estudo, por exemplo, de transporte de contaminantes no solo ou
de perdas de solos por erosão, estabelecendo um balanço de massas ou um
balanço hídrico com as variáveis para a área de interesse.

https://bit.ly/3KxaliX
https://bit.ly/3R9ntx5
https://bit.ly/3pYN2ox

3.2 ESTIMATIVA DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
O escoamento superficial é uma componente do ciclo hidrológico, gerada a
partir da precipitação que não infiltra no solo e consequentemente escoa pela sua
superfície. Segundo Viessman (1989), a análise do escoamento superficial é
fundamental para estudos hidrológicos que se preocupam em gerenciar os
processos de inundações, irrigação, drenagem, controle de qualidade da água etc.
Dessa forma, para o desenvolvimento desses estudos, é imprescindível o
conhecimento da relação entre a precipitação e o escoamento superficial que é
influenciada por fatores físicos e também por características climáticas da bacia
hidrográfica. Dentre as características do meio físico, pode-se citar a topografia, a
profundidade do lençol freático e os tipos de solo e vegetação; e como fatores
climáticos tem-se, principalmente, a duração e intensidade da precipitação
(THOMPSON, 2017)
A área da bacia hidrográfica, tal como a sua forma, são fatores importantes,
as características físicas relacionadas com a geração do escoamento superficial,
uma vez que influenciam na quantidade de água que pode ser captada. Segundo
Viessman (1989), a topografia e as características do relevo da bacia também têm
um efeito forte no processo de escoamento superficial, com seu aumento (em
quantidade de água e velocidade do fluxo) em áreas íngremes e de encostas
caracterizadas por declividades acentuadas (ver figura 21).

Figura 21: Processos de escoamento em encostas.

Fonte: Adaptado de Davie (2019)

Os tipos solos que formam a bacia também têm impacto sobre o escoamento
superficial, uma vez que cada tipo de solo possui características que favorecem ou
não o processo de infiltração de água no solo. De acordo com Viessman (1989), o
caráter do solo e das rochas determina, em grande parte, o sistema de
armazenamento em que a água precipitada entrará; assim, a precipitação que
atinge o solo pode ser armazenada na superfície do solo e em reservatórios de água
subterrâneos abaixo da superfície.
Por exemplo, quanto maior a permeabilidade e a capacidade de
armazenamento de água do solo, maior será quantidade de água infiltrada e,
consequentemente, menor a quantidade de água precipitada que escoa
superficialmente.
Segundo Te Chow (2010), a umidade antecedente do solo também é um fator
relevante uma vez que a taxa de infiltração do solo diminui à medida que as
precipitações continuam.
A cobertura do solo pode ser responsável pela redução da quantidade de
água infiltrada e consequentemente pelo aumento do escoamento superficial. A
vegetação atua como uma camada protetora do solo e, à medida que a
precipitação ocorre, a água é captada pelas folhas e galhos e encontra caminhos
para infiltrar-se no solo, reduzindo a ocorrência do escoamento superficial.
Por outro lado, em áreas com baixa cobertura vegetal ou com grande
concentração de áreas impermeabilizadas (que é o caso de áreas urbanas), a água
precipitada não encontra caminhos para infiltrar e escoa em grandes quantidades
e em alta velocidade, podendo ocasionar impactos como processos de inundações
e erosões. Outro fator que corrobora com este processo é a retificação dos cursos
d’água que remove a sinuosidade natural dos leitos, aumentando a velocidade de
escoamento da água e o escoamento da água.
Em relação aos fatores climáticos, a intensidade e a duração da precipitação
são os principais fatores que influenciam no processo de escoamento superficial
sendo a intensidade da precipitação a quantidade total de precipitação que cai
durante um determinado período (mm/h) e a duração é o intervalo entre o início e
o fim da chuva. Dessa forma, chuvas de maior intensidade e duração podem saturar
mais rapidamente a capacidade de armazenamento da água no solo e, em
decorrência disso, maior quantidade de água irá escoar superficialmente.
De acordo com Raghunath (2006), precipitações de baixa intensidade que

ocorrem durante períodos longos contribuem para o armazenamento de água no
solo e produzem relativamente menos escoamento do que precipitações com alta
intensidade e curta duração.
No início do evento de precipitação pode ocorrer a cobertura vegetal da
bacia, pode funcionar como um amortecedor para as águas que atingem o solo,
este processo é chamado de interceptação e não contribui, portanto, para o
escoamento superficial; ocorre, pois, a vegetação
possui uma capacidade de
retenção da água precipitada, porém, à medida que a precipitação avança, com
o tempo, esta capacidade é atingida e a água encontra o solo.
À medida que a água se infiltra no solo, ocorre também o armazenamento
da água no solo e, segundo Te Chow (2010), existem dois tipos de armazenamento:
retenção e detenção, a retenção é o armazenamento mantido por um longo
período de tempo e esgotado por evaporação, e a detenção é o armazenamento
de curto prazo esgotado pelo escoamento fora do local de armazenamento.
Raghunath (2006) destaca que se houver um estrato relativamente
impermeável no subsolo, a água infiltrada se moverá lateralmente e se juntará ao
fluxo do rio, processo que é denominado como escoamento subsuperficial. Porém,
se não houver a camada de impedimento no subsolo, a infiltração da água no solo
ocorrerá como infiltração profunda formando o lençol freático, este processo é
chamado de escoamento de águas subterrâneas. A água subterrânea também
pode contribuir para o fluxo do rio, se o nível de água subterrânea for mais alto que
o nível da superfície da água do rio, criando um gradiente hidráulico em direção ao
córrego. Este processo pode ser visualizado na figura 22.

Figura 22: Escoamento superficial

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3CLDW6i Acesso em: 02 abr. 2021.

O escoamento abrange o movimento da água para um curso d’água de uma
bacia hidrográfica e, desta forma, pode ser expresso como vazão (m3/s) e registrado
continuamente em forma de hidrograma (ver figura 23).

Figura 23: Hidrograma

Fonte: Adaptado de Davie (2019).
https://bit.ly/3CLDW6i

Para cada tipo de superfície de cobertura do solo existe um valor associado,
chamado de coeficiente de escoamento superficial, que determina o potencial do
escoamento superficial que forma a vazão dos rios. A determinação deste valor
auxilia o entendimento de qual tipo de superfície faz com que a água seja
transportada para os cursos d’água com menor impacto ambiental, social e
econômico possível.
Para Te Chow (2010), o coeficiente de escoamento superficial pode ser
definido como a razão volume total escoado e a precipitação em um determinado
período de tempo. Na tabela 2 estão descritos coeficientes de escoamento para
alguns tipos de coberturas do solo.
Este coeficiente pode variar de 0 a 1, sendo 0 atribuído para superfícies
totalmente permeáveis e 1 para superfícies impermeáveis. Normalmente, as áreas
urbanas são caracterizadas com valores próximos de 0.

Tabela 1: Coeficiente de escoamento superficial
Tipo de cobertura Coeficiente C
Rochoso e impermeável 0,8-1,0
Ligeiramente permeável, nua 0,6-0,8
Cultivado ou coberto com vegetação 0,4-0,6
Solo absorvente cultivado 0,3-0,4
Solo arenoso 0,2-0,3
Floresta densa 0,1–0,2
Fonte: Raghunath (2006), p. 108.

Para que o escoamento superficial gerado nestas superfícies contribua para a
vazão dos cursos d’água é necessário um tempo para que a precipitação que caiu
no ponto mais distante da bacia hidrográfica contribua com o fluxo. Esse tempo é
chamado de tempo de concentração. Segundo Raghunath (2006), esta é uma
variável muito importante para estudos hidrológicos, uma vez que apenas
precipitações de duração superior ao tempo de concentração serão capazes de
produzir escoamento de toda a área de captação e causar inundações de alta
intensidade.
Dessa forma, a análise das precipitações de alta intensidade pode ser feita

através do cálculo do período de retorno, que é o período médio de anos durante
os quais um evento de precipitação poderá ser igualado ou excedido (RAGHUNATH,
2006).

Para estimar o escoamento superficial da água uma das possibilidades é
realizar a medição do nível da água nos cursos d’água da bacia hidrográfica. Esta
estimativa é feita por uma régua linimétrica (ver figura 24) colocada nos rios, que
mede (em metros) a altura da água. Durante um evento de precipitação é possível,
com auxílio das medições, verificar a ocorrência de cheias ou inundações.
Além desse método existem outras possibilidades de se medir o escoamento
superficial, a partir de modelos de chuva-vazão, como é o caso do método racional,
do hidrograma unitário e do hidrograma unitário sintético.

Figura 24: Régua linimétrica

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3ctFkjq. Acesso em: 02 abr. 2021.
https://bit.ly/3ctFkjq
https://bit.ly/3RpKU4U

O método racional é amplamente usado para estimar taxas de escoamento
superficial e pode ser empregado, por exemplo, para projetar instalações de
drenagem para pequenas bacias hidrográficas urbanas e rurais (VIESSMAN, 1989).
A partir desse método, a taxa de escoamento superficial é o resultado da
relação entre a intensidade da chuva (𝑖), a área da bacia (𝐴); e o coeficiente de
escoamento, que varia entre 0 e 1, dependendo da natureza da superfície (𝐶):

𝑄 = 𝐶 ∙ 𝑖 ∙ 𝐴 (22)

No método racional, a área da bacia hidrográfica pode ser dividida em várias
subáreas e, com os tempos de concentração conhecidos para cada uma, é
possível determinar a contribuição de escoamento de cada área. Para realizar a
estimativa do escoamento superficial da área é necessária a análise das várias
características da superfície (TE CHOW, 2005).
Nesse caso, o pico de escoamento é calculado usando a seguinte forma da
fórmula racional:

𝑄 = 𝑖 ∙ ∑ 𝐶𝑗 ∙𝑚
𝑗=1 𝐴𝑗 (23)

onde as áreas das sub-bacias são denotadas por 𝐴𝑗, os coeficientes de
escoamento de cada sub-bacia são denotados por 𝐶𝑗 e 𝑚 é o número de sub-
bacias.
O Hidrograma unitário desenvolvido por Sherman (1932) é um hidrograma de
escoamento direto resultante de uma unidade (uma polegada ou um cm) de chuva
efetiva (fração da chuva que gera escoamento superficial) de intensidade
constante que ocorre em toda a bacia hidrográfica. Na figura 25 está representado
um exemplo de um hidrograma unitário de duração de 2 horas, com volume de 1
cm acima da área de captação e resultando em um excesso de precipitação de
volume unitário com uma intensidade P = 0,5 cm/h.

Figura 25: Hidrograma unitário

Fonte: Mccray (2007), p. 466.

De acordo com Raghunath (2006), a teoria do hidrograma unitário é baseada
nas seguintes suposições:
 A precipitação efetiva é de intensidade uniforme dentro de sua duração (ou
seja, período unitário).
 A precipitação efetiva ocorre uniformemente em toda a área da bacia de
drenagem.
 As ordenadas de hidrogramas de escoamento direto devido a chuvas de
diferentes intensidades (mas com a mesma unidade de duração) são
proporcionais.
 Um hidrograma unitário reflete todas as características físicas da bacia.
O hidrograma unitário é um dos métodos mais utilizados para análise de
inundações, mas requer dados monitorados de vazão que muitas vezes não são
monitorados na bacia de interesse. Para solucionar esta problemática foi criado um
hidrograma sintético que consiste em um hidrograma unitário obtido a partir de
informações e características advindas de bacias hidrográficas ao invés de registros
históricos.
O procedimento consiste em determinar três características do hidrograma
de sintético: o tempo para atingir o pico do hidrograma “tp”, a vazão máxima no
pico do hidrograma “Qpk” e a duração do evento “Tb” (ver figura 26 ).

Figura 26: Componentes de um hidrograma unitário

Fonte: Thompson (2017), pg. 264.

Com esses três elementos, um hidrograma unitário sintético pode ser traçado
e a forma do hidrograma é refinada até que a área sob a curva seja igual a 1
unidade de escoamento (THOMPSON, 2017).

FIXANDO O CONTEÚDO
1. (SABESP
– Adaptada). O teor de umidade em um solo é variável espaço-
temporalmente e, em geral, possibilita que o perfil vertical seja subdividido em
zonas com diferentes comportamentos quanto à infiltração e retenção do solo. A
figura a seguir representa um perfil de solo e a distribuição da água acumulada
em sua profundidade.

No perfil, as letras A, B e D correspondem, respectivamente, a:

a) Aquífero granular, zona saturada e aquífero freático.
b) Aquífero granular, zona insaturada e franja capilar.
c) Zona saturada, franja capilar e zona não saturada.
d) Zona vadosa, franja capilar, nível freático e aquífero livre.
e) Aquífero granular, zona vadosa, franja capilar.

2. As constantes de umidade no solo indicam alguns parâmetros importantes do seu
manejo e são relacionadas às estruturas físicas do meio poroso: porosidade,
textura e estrutura. As dinâmicas de retenção e liberação de água no solo podem
ainda estar relacionadas diretamente ao seu manejo.

Considerando as variáveis e os potenciais de umidade no solo, assinale a
alternativa correta.

a) O ponto de murcha é atingido a partir do molhamento de um solo seco, com a
acumulação de volume de água infiltrado.
b) A capacidade de campo de um solo é o limite superior da disponibilidade de
água no solo definido pela percolação e o escoamento superficial.
c) A capacidade de retenção de um solo pode atingir um valor máximo com
posterior saída da água por percolação profunda, por exemplo.
d) O ponto de murcha permanente é a quantidade de água máxima que pode ser
armazenada sem que haja perdas por percolação gravitacional.
e) O transporte de água é maior em um solo que não está submetido à saturação
total de água, pois haverá maior pressão atuando.

3. As forças que atuam na movimentação de água no solo são as forças osmóticas,
as matriciais e as gravitacionais. Em geral, podemos dizer que tais componentes
podem ser relacionadas às diferenças de composição química do solo, aos
potenciais da interação solo – água – ar e à ação gravitacional no sistema,
respectivamente.

Assinale a alternativa correta sobre os potenciais da água.

a) O potencial matricial do solo (𝜓𝑚) é o componente de água no solo disponível
para as plantas.
b) A interação exercida pelo potencial gravitacional é constante para qualquer
espécie vegetal.
c) A diferença no potencial de água por unidade de distância do fluxo é o gradiente
de potencial mátrico do solo.
d) O potencial matricial é o somatório dos componentes potenciais de capilaridade
da água e dos potenciais de pressão.
e) A interação solo – água – ar do potencial mátrico refere-se, basicamente, à
energia e à pressão existentes na raíz de uma planta.

4. (UFSC-UFFS - Adaptada). A cobertura superficial de um terreno influencia na
infiltração e o tipo de solo pode ser diretamente relacionado à sua capacidade
de retenção de umidade.

Analise o trecho de texto com lacunas a seguir:

A porosidade é a característica que determina a __________, ou seja, é a medida
relativa do volume de vazios de um meio poroso. A umidade relativa do solo, por
outro lado, representa a __________ em relação ao volume de vazios, ou ainda em
relação ao volume da amostra __________ de solo.

Com relação à retenção de água no meio poroso, assinale a alternativa que
preenche corretamente as lacunas.

a) Quantidade de vazios – quantidade de água – deformada
b) Cimentação – do volume de vazios – simulada
c) Quantidade de vazios – tensão superficial – sintética
d) Quantidade de vazios – quantidade de água – indeformada
e) Tensão superficial – quantidade de água – textural

5. (FEPESE - Adaptada). É possível realizar a estimativa do escoamento superficial
baseando-se em alguns modelos hidrológicos. Assinale a alternativa que
apresenta um destes modelos:

a) Método das Isoietas (pontos de igual precipitação dentro de uma bacia
hidrográfica).
b) Método de Gumbel (para ajustar séries de valores máximos anuais, como chuva
e vazão).
c) Medição do nível de água (realizada em postos fluviométricos).
d) Método de distribuição normal de dois parâmetros (regra de probabilidade de
variáveis contínuas).
e) Método de Thiessen (deve ser definida a área de influência de cada posto
pluviométrico dentro da bacia hidrográfica).

6. (Prefeitura Municipal De Cristalina/GO) A figura a seguir representa o hietograma
e o hidrograma de uma chuva isolada sobre uma bacia hidrográfica.

Com base no que foi apresentado na figura, assinale a alternativa correta.

a) O número 1 indica o ponto do início do escoamento superficial direto.
b) O trecho A2,3 é denominado curva de depleção do escoamento superficial.
c) O momento apontado pelo tA indica que a capacidade de infiltração do solo
iguala‐se à intensidade de chuva.
d) O momento t0 indica que o início da precipitação tem um efeito imediato, no
início do escoamento superficial.
e) O momento t1 indica o final do ramo ascendente, momento em que o hidrograma
atinge seu pico.

7. (DMAE - Adaptada). A resposta de uma bacia hidrográfica, isto é, a variação da
vazão no tempo após uma precipitação, depende de vários fatores: físicos,
climáticos e antrópicos, entre os quais pode-se citar o solo, a vegetação, a
intensidade e a duração da chuva.

Com relação às bacias hidrográficas, assinale a afirmativa correta.

a) Duas bacias hidrográficas de mesma área e mesma densidade de drenagem
apresentam tempos de concentração semelhantes.
b) Quanto maior a área e a declividade da bacia, menor deverá ser a vazão
máxima de escoamento superficial na seção exutória da bacia.
c) Tempo de concentração é o tempo gasto para que a água que cai no ponto
mais elevado de uma bacia hidrográfica chegue ao seu respectivo exutório.
d) O volume de escoamento superficial é diretamente proporcional ao volume
precipitado e à área de drenagem da bacia de contribuição.
e) Quanto maior a área vegetada de uma bacia hidrográfica, maior é o volume de
cheia e menor o tempo de concentração.

8. (FGV - Adaptada). A tabela a seguir apresenta a classificação de uso do solo de
uma bacia hidrográfica de 4,7 km2 com as respectivas áreas e coeficientes de
escoamento superficial.

Uso do solo Grama Pasto Asfalto Floresta
Área (km2) 1,4 1,5 1,2 0,6
Escoamento
superficial (%)
15 26 95 35

Utilizando o método racional, determine a vazão, no exutório dessa bacia,
sabendo que esta foi causada por uma precipitação uniforme de 60 mm/h.

a) 28,3 m3/s
b) 32,5 m3/s
c) 23,5 m3/s
d) 30,0 m3/s
e) 36,4 m3/s

REGIME DOS CURSOS D’ÁGUA

4.1 A FORMA DOS RIOS
Por meio dos processos de evapotranspiração, advecção, condensação e
precipitação, a água é transferida para a atmosfera, movida para novos locais e
reenviada para a superfície da Terra. Assim, a água fornecida às superfícies terrestres
retorna aos oceanos por meio do escoamento, do fluxo lateral das águas
subterrâneas e dos processos atmosféricos (GROTZINGER; JORDAN, 2014). Nesse
ciclo, os rios podem ser considerados as principais feições naturais que transportam
a água da superfície terrestre para os oceanos.
O movimento da água sobre e através das paisagens induz à solução de
compostos, mas também pode ser relacionado à erosão dos materiais terrestres,
cujos produtos são lançados nos rios. A forma dos rios varia grandemente, mas, no
geral, estes corpos hídricos podem ser naturais e artificiais (ou antropizados),
conforme o canal que o define.
Os rios são comumente caracterizados por cursos d'água cujo fluxo ocorre
dentro de um canal com margens bem definidas, portanto. Esta caracterização é
consistente com a perspectiva
geomórfica de um rio como um fluxo de água
canalizado e no contexto natural pode apresentar um movimento que o define
como serpenteado, ou seja, com um leito menor (Figura 27). Essa visão geral não
captura totalmente a complexidade do que é ou não é um rio. Grotzinger e Jordan
(2014, p. ???) definem que riacho é um termo normalmente usado para descrever
um pequeno rio, mas não existem critérios científicos absolutos para distinguir um rio
de um riacho.

Erro!
Fonte de
referênci
a não
encontra
da.

Figura 27: Exemplificação dos desenhos de rios brasileiros

Fonte: Adaptado de Google Earth Pro (plataforma on-line; 2021).

4.2 PROCESSOS DE FORMAÇÃO DOS CANAIS NATURAIS
Uma questão chave que se tornou de considerável interesse na
geomorfologia fluvial é a determinação de quanta área de encosta (e
comprimento) são necessários para apoiar o desenvolvimento de um canal de fluxo.
Se as bacias de drenagem consistem em canais e encostas, os pontos de transição
das encostas para os canais marcam os locais de mudança não apenas na forma
da paisagem, mas também nos mecanismos de processo. Os rios naturais podem ser
definidos como cursos d’água formados na superfície da Terra que recebem, podem
ser riachos, rios, córregos e estuários (ambiente é intermediário antes do desague em
mares e oceanos). Vale ressaltar que os rios afluentes ou tributários desaguam em
rios maiores, formando diferentes redes de drenagem (Figura 28).
A forma e a dinâmica dos rios são geralmente semelhantes em uma grande
variedade de escalas, indicando que a distinção entre o que é um riacho, um
córrego e um rio é principalmente coloquial. Vale destacar que os rios podem ser
intermitentes (ou temporários) – quando consideramos sua vazão sazonalmente – ou
perenes, quando há água fluindo ao longo do ano inteiro; no geral, o segundo tipo
recebe contribuição de água a partir dos aquíferos também ao longo dos períodos
de estiagem. Vale observar que existem cursos de água efêmeros que só fluem
durante ou imediatamente após os períodos de precipitação, servindo então para
transportar escoamento superficial até os rios.

Figura 28: Desenho esquemático de formação de canais naturais em diferentes perfis
transversais de terreno (diferentes declividades)

Fonte: Adaptada Grotzinger e Jordan (2014), p. 507.

Os canais naturais apresentam a geometria e as propriedades hidráulicas
variáveis; mas, apesar disso, a hidráulica fluvial pode fornecer resultados
aproximados relevantes para as condições específicas. Note que a delimitação de
uma planície de inundação identifica o leito maior dos rios. Tais áreas deveriam ser
protegidas e não ocupadas. Devido aos meandros, móveis em processos naturais
de hidráulica fluvial, ocorre a formação de barras de pontal, intensificadas pela
geração de sedimentos das margens (Figura 29).

Figura 29: Exemplos de formação de barras de pontal e lagos a partir da mobilidade de
meandros em corpos hídricos naturais combinada à erosão das margens
(formação de sedimentos)

Fonte: Adaptada Grotzinger e Jordan (2014), p. 508.

Por fim, os canais fechados (artificiais) podem ser considerados rios
subterrâneos. Muitas vezes são galerias similares às que conduzem a água drenada
na bacia. A geometria e as propriedades hidráulicas em rios naturais são geralmente
irregulares, enquanto os canais antropizados podem ser modificados para
geometrias regulares (canais trapezoidais e circulares; veja na Figura 30).

Figura 30: Geometria de rios naturais apresentam irregularidades em suas inclinações de
fundo e das margens enquanto os artificiais apresentam geometria regular

Fonte: Adaptado de Graf e Altinakar (1998), p. 4.

Esses canais artificiais são, portanto, extensões de corpos d’água construídas
pelo ser humano, como por exemplo, os rios canalizados, que podem ser
concebidos para diminuir as curvas naturais do curso d’água em canais abertos ou
afastar mais rapidamente as águas fluviais somadas à água drenada pelas vias
urbanas. De certa forma, a geometria regular aumenta a possibilidade de aplicação
da teoria hidráulica para geração de resultados próximos aos observados,
propiciando as análises de riscos de inundação urbana mais acuradas.

https://bit.ly/3TyOBHE

4.3 OS RIOS COMO GEOSSISTEMAS: PERFIL, VAZÃO E INUNDAÇÕES
A vazão de um curso d’água é uma informação fundamental em hidrologia,
pois o monitoramento desta variável permite avaliar a disponibilidade hídrica dos
recursos, a dissipação de poluentes, a geração de processos como inundações e
enchentes. Desse modo, a vazão consiste no volume de água que escoa em um
canal (natural ou artificial) por unidade de tempo, expressa normalmente em metros
por segundo. Esta variável pode ser obtida através da relação entre a área da água
em uma seção transversal de um curso d’água e a velocidade média da água que
passa nesta seção transversal.
A medição da vazão dos cursos d’água pode ser realizada a partir da
obtenção da velocidade ou da altura de água. A altura de água, medida a partir
de réguas limnimétricas, é utilizada para estimar a vazão dos cursos d’água, e para
tanto são utilizadas as curvas-chave, ou seja, o gráfico de vazão que relaciona a
altura de água com a vazão em determinado ponto do canal. Se a curva-chave
não for alterada ao longo do tempo, é chamada de curva de permanência.

Alguns equipamentos podem ser utilizados para realizar a medição da
velocidade dos cursos d’água, e estes incluem os molinetes (método convencional)
e o perfilador acústico de corrente por efeito doppler (ADCP) (Figura 31).

Figura 31: Instrumentos de medição de vazão: a. Molinete; b. ADCP
(a) (b)
Fonte: Brandão et al., (2018)

Os molinetes, segundo Raghunath (2006), são instrumentos que possuem uma
hélice giratória e são colocados na água corrente, tendo a velocidade das rotações
uma relação definida com a velocidade da passagem de água pelo equipamento.
De acordo com Brandão et al. (2018), deve-se considerar ainda as variações da
geometria do leito e a distribuição de velocidades da água e, para isto, a seção
transversal do rio deve ser dividida em um número significativo de subseções, como
representado na figura 32.

Figura 32: Perfil do rio com indicações das verticais onde seria medida a velocidade do
fluxo com o molinete

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3ACLrcV Acesso em: 02 ABR. 2021.

A vazão do rio nesse ponto é calculada com base nas rotações do molinete
e na área da seção transversal utilizando-se a equação específica do equipamento,
a qual é fornecida pelo fabricante. O método acústico utiliza os equipamentos
denominados perfilhadores acústicos de corrente por efeito doppler (Acoustic
Doppler Current Profiler – ADCP). Segundo Brandão et al. (2018), este equipamento
emite um pulso de som para a água e mede a mudança na frequência desse pulso
de som refletido de volta para o ADCP por partículas sólidas em suspensão na água.
Esta mudança de frequência, medida pelo ADCP, é traduzida em velocidade da
água.

https://bit.ly/3ACLrcV

Devido à ausência de dados monitorados de vazão e de precipitação em
muitos pontos de cursos d’água, faz-se necessário inferir estes dados a partir de
dados obtidos nas estações monitoradas. Para prever a vazão, a velocidade e a
altura de uma onda de cheia nos pontos não monitorados, pode-se utilizar
equações matemáticas.
Segundo Te Chow (2005), as equações Saint-Venant – ou equações de
escoamento não permanente unidimensional – podem ser utilizadas para inferir
sobre a propagação de cheias. Essas equações são descritas como:

𝑑𝑥
𝑑𝑡
+
𝑑𝑄
𝑑𝑥
= 𝑞 (24)
𝑑𝑄
𝑑𝑇
+
𝑑(
𝑄2
𝐴
)
𝑑𝑥
+ 𝑔𝐴 ∙
𝑑ℎ
𝑑𝑥
= 𝑔𝐴𝑆0 − 𝑔𝐴𝑆𝑓 (25)

onde Q é a vazão; A é a área da seção transversal ao escoamento; x é a
distância no sentido longitudinal; q é a vazão por unidade de largura de
contribuição lateral; h é a profundidade do rio, 𝑆0 é a declividade do fundo do rio;
𝑆𝑓 representa a perda de energia por atrito com o fundo e as margens e g é
aceleração da gravidade.
Independentemente do método utilizado, obter séries consistentes de vazão
é essencial para garantir que os dados possam estar disponíveis para estudos
hidrológicos diversos, como para previsão de cheias, abastecimento, irrigação e
navegação, contribuindo assim com a tomada de decisão em relação à gestão
dos recursos hídricos.
Um dos grandes problemas ambientais relacionados com os recursos hídricos
é o processo de inundação que ocasiona anualmente no Brasil diversas perdas
materiais e imateriais, impactando severamente o meio ambiente. Esses processos
são caracterizados pela elevação do nível das águas dos cursos d’água que
acarreta, segundo Tucci (2005), no transbordamento das águas de seu leito de
https://bit.ly/3Q1xriz

escoamento menor para o seu leito maior (ver Figura 13). Esse processo é o resultado
de uma combinação de fatores climáticos, físicos e antrópicos que ocasiona
diversos impactos ambientais e sociais.
A ocorrência das inundações está associada a dois fatores: o fator inicial, que
governa as condições existentes no momento em que a previsão é feita e podem
ser estimados com base nas observações hidrometeorológicas atuais; e o fator final,
que inclui a previsão das condições climáticas futuras (RAGHUNATH, 2006).

Figura 33: Inundações

Fonte: Elaborado pelo autor (2021).

Para Tucci (2005), conhecer a distribuição temporal e espacial das chuvas é
essencial para a previsão das enchentes a curto prazo. Porém, essa previsão é
limitada, tendo em vista que os dados de precipitação são fornecidos com poucos
dias ou horas de antecedência, o que impede que sejam tomadas decisões de
prevenção e controle.
Segundo Raghunath (2006), na prática, as previsões de enchentes de curto
prazo baseadas nos elementos meteorológicos estão sendo usadas na compilação
de previsões e alertas hidrológicos.
As utilizações de modelos hidrológicos permitem prever cheias a longo prazo,
tendo como resultados informações referentes à magnitude desses eventos (TUCCI,
2005). Segundo Ahmad; Simonovic (2006), modelos hidrológicos de previsão de
cheias são usados em muitos tipos de bacias hidrográficas, por exemplo, em
diferentes afluentes ou seções do curso principal de um rio e em bacias com grandes
diferenças nas características de captação.
Para o controle desses processos de inundação, Tucci (2005) considera que
podem ser utilizadas medidas estruturais e não estruturais. As medidas não estruturais

são aquelas que procuram garantir a convivência da população com os processos
de inundação, através de alertas de inundações, mapeamento de áreas suscetíveis
a inundações, dentre outros, e as medidas estruturais incluem obras de engenharia
implementadas na bacia hidrográfica com objetivo de controlar as inundações
(TUCCI, 2005).
A figura 33 representa um mapa de suscetibilidade à inundação. Este mapa
pode ser utilizado por gestores e governantes para o planejamento das áreas
vulneráveis com o objetivo de garantir a preservação da bacia hidrográfica e a
qualidade de vida da população.

Figura 34: Mapa de susceptibilidade a inundações

Fonte: Campioli e Vieira (2019), p. 132.

Em áreas urbanizadas, as medidas podem ser utilizadas para que a
população não seja afetada negativamente com os processos de inundação.
Desta forma, medidas estruturais que podem ser implantadas consistem em
reservatórios de amortecimento. Essas estruturas são utilizadas para atenuar o
escoamento superficial que flui para os cursos d’água, amortecendo o pico das
cheias e reduzindo o potencial de inundação das bacias hidrográficas. Esses

reservatórios podem ser classificados em reservatórios de retenção e reservatórios de
detenção.
Os reservatórios de detenção armazenam temporariamente um volume de
escoamento de águas pluviais e o descarregam em taxas controladas para evitar
que a infraestrutura e os corpos d'água recebam muita água. O volume do
reservatório de detenção é calculado comparando-se os volumes de escoamento
pré e pós-desenvolvimento do evento de precipitação. A diferença é o volume de
detenção.
Os reservatórios de retenção armazenam um volume permanente de água
para tratamento de escoamento para remover poluentes e sedimentos antes da
descarga nos cursos d’água e canais. O volume do reservatório é definido por um
tempo de residência desejado para permitir que os microorganismos e a vegetação
na água consumam nutrientes e para permitir que os poluentes suspensos se
assentem.

FIXANDO O CONTEÚDO
1. (ITAIPU, 2015 - Adaptada). Sobre os princípios básicos de escoamento em rios e
canais, considere as seguintes afirmativas:

I. Os escoamentos com superfície livre se efetuam sempre em contato com a
pressão atmosférica, podendo variar a posição da superfície da água no espaço
e no tempo como resposta a modificações, por exemplo, na sequência de vazões
de montante.
II. Mesmo quando canalizados através de galerias, os escoamentos de rios se
apresentam como escoamento com superfície livre.
III. Os escoamentos com superfície livre são pouco influenciados pelos efeitos da
gravidade.

Está correto o que se afirma apenas em:

a) I.
b) II.
c) I e II.
d) I e III.
e) I, II e III.

2. (UFSJ/MG – Adaptada). Em estudos de Bacias Hidrográficas, o conhecimento do
sistema de drenagem é de grande importância pois permite a análise do tipo de
curso d’água que está drenando a região. Para a classificação dos cursos
d’água, pode-se utilizar como base a constância do escoamento.

Analise as afirmativas a seguir:

I. Existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só
transportam escoamento superficial.
II. Em geral, escoam durante as estações de chuvas e secam nas épocas de
estiagem.
III. Possuem fluxo de água durante todo o ano, uma vez que o lençol freático
mantém uma d’água, mesmo durante as secas mais severas.

Agora, assinale a alternativa que apresenta a nomenclatura dos cursos d’água
descritos nas afirmativas:

a) I – Temporários – Intermitentes; III – Constantes.
b) I – Efêmeros; II – Intermitentes; III – Perenes.
c) I – Efêmeros; II – Temporários; III – Plenos.
d) I – Temporários; II – Efêmeros; III – Perenes.
e) I – Efêmeros; II – Perenes; III – Intermitentes.

3. (UFFS/2012 – Adaptada). O conhecimento sobre os escoamentos em superfícies
livres, como em rios e canais, é muito importante para o desenvolvimento de
obras como em usinas hidrelétricas, obras de abastecimento de água e
navegação.

Sobre os escoamentos livres, assinale a alternativa correta.

a) Os escoamentos livres ditos naturais são os que ocorrem, por exemplo, em galerias
e condutos forçados.
b) Em canais de irrigação e drenagem, os escoamentos livres não ocorrem, e, sim,
escoamentos sob pressão.
c) Os parâmetros de variabilidade, espaço e tempo não são considerados
importantes nos estudos dos escoamentos livres.
d) A forma de uma determinada seção transversal de um rio não é importante para
o entendimento de um escoamento livre nessa seção.
e) A principal característica desse escoamento é a presença da pressão atmosférica
atuando sobre a superfície do líquido em uma determinada seção.

4. (FCC - 2012). Na classificação
hidráulica dos canais, os escoamentos recebem
diversas definições e classificações em função de suas características. Em relação
ao regime de escoamento dos canais e das partículas que são transportadas,
avalie as seguintes asserções:

I. O escoamento é laminar quando as partículas se movem em camadas,
preservando a identidade do meio. A viscosidade do fluido não é importante.

II. No regime turbulento, as partículas se movem em trajetórias aleatórias,
produzindo transferência de quantidade de movimento entre as regiões de massa
líquida.
III. Escoamento uniforme é aquele no qual o vetor aceleração é constante, em
módulo, direção e sentido em todos os pontos do espaço considerado.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

5. (MPE-RS – Adaptada). As inundações constituem um dos maiores impactos sobre
a sociedade. Esses impactos podem ocorrer devido à urbanização e para
amenizar e gerenciar esses processos podem ser implementadas medidas de
controle estruturais ou não estruturais.

Em relação a esse tópico, considere as seguintes afirmativas:

I. As medidas estruturais, para controle de inundações, são aquelas que podem
modificar o sistema de drenagem através de obras na bacia ou no rio.
II. A previsão e o alerta de inundação e zoneamento das áreas de risco de
inundação são exemplos das principais medidas não estruturais.
III. Dentre as medidas estruturais, para controle de enchentes, há a remoção da
cobertura vegetal do solo, cuja principal vantagem é a redução do pico de
cheia.

Assinale a alternativa correta.

a) II e III.
b) II.
c) III.
d) I e II.

e) I, II e III.

6. (FUNCAB – Adaptada). As inundações dos centros urbanos são geradas por
diversos fatores, que atuam de forma isolada ou simultânea durante eventos
chuvosos nas bacias hidrográficas em que estão inseridos. Ainda em relação a
esse tema, analise as sentenças a seguir.

I. O desmatamento e a impermeabilização do solo da bacia hidrográfica
aumentam substancialmente o volume dos escoamentos superficiais.
II. O crescimento descontrolado da ocupação urbana gera impactos diretos sobre
a rede de drenagem, aumentando a frequência e a magnitude das inundações.
III. As inundações localizadas podem ser provocadas por estrangulamento da seção
do rio devido a aterros e pilares de pontes, estradas, aterros para aproveitamento
da área etc.

Assinale a alternativa correta.

a) II e III.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I, II e III.

7. (FUMARC – Adaptada). Em relação às inundações, às enchentes e à sua previsão,
necessária ao controle dos efeitos de tais fenômenos, é CORRETO afirmar:

a) A enchente caracteriza-se pelo extravasamento do canal.
b) A inundação caracteriza-se por uma vazão relativamente grande de
escoamento superficial.
c) A obstrução de um canal de escoamento é um fator que pode conduzir à
ocorrência de enchente.
d) A previsão de enchentes aplica-se ao cálculo de uma enchente de projeto, por
extrapolação dos dados históricos para condições mais críticas.
e) O aumento da vazão dos rios durante as chuvas intensas, dificulta o escoamento
rápido das águas, causando as inundações urbanas.

8. (FCC – Adaptada). Nas bacias urbanas, os reservatórios de amortecimento
utilizam reservatórios para regulação do escoamento e para reduzir os impactos
ocasionados pelas inundações.

Neste sentido, os reservatórios de:

a) Detenção retêm o volume por um certo tempo para depois lançá-lo,
gradualmente, a montante.
b) Retenção mantêm o volume por um certo tempo, para lançá-lo a montante.
c) Detenção retêm o volume por um certo tempo para depois lançá-lo,
gradualmente, a jusante.
d) Detenção retêm o volume por um certo tempo, com redução por infiltração.
e) Retenção retêm o volume por um certo tempo para depois lançá-lo,
gradualmente, a jusante.

HIDROLOGIA DA ÁGUA
SUBTERRÂNEA

5.1 DISTRIBUIÇÃO VERTICAL DA UMIDADE
Os fluxos subsuperficiais de água no solo são divididos em movimentos na zona
não saturada (ou vadosa) e armazenamento e/ou transmissão na zona saturada
(águas subterrâneas). Basicamente, as zonas de umidade de um perfil (Figura 34)
são divididas a partir da ocupação da porosidade do meio: os poros da zona vadosa
são ocupados com ar e água, englobando a camada de Horizonte O ou orgânico
do solo (mais fértil) e, geralmente, a zona radicular. Por outro lado, a zona saturada
apresenta uma região com saturação, ou seja, ocorre a ocupação completa dos
poros por água.
Assim, a água subsuperficial pode ser dividida verticalmente em zonas pela
proporção relativa do espaço de poro ocupado pela água (BEAR, 1972). A zona de
saturação forma os reservatórios subterrâneos, com preenchimento total dos poros
do solo, pode se estender até uma certa distância acima do lençol freático,
dependendo do tipo de solo. Comumente, a água subterrânea é considerada um
dos recursos hídricos mais valiosos e geralmente se refere à reserva dos aquíferos.
Vale observar que a região de capilaridade permite a ascensão da água e
possibilita que, até certas condições, as plantas utilizem água armazenada em
profundidade.

Erro!
Fonte de
referênci
a não
encontra
da.

Figura 35: Representação esquemática da retenção de água em um
perfil (da superfície à camada saturada)

Fonte: Elaborado pelo autor (2021).

As forças básicas que regem a retenção e a movimentação de água no meio
poroso não saturado são as forças osmóticas, as matriciais e as gravitacionais, que
estão relacionadas às diferenças de composição mineralógica do solo, aos
potenciais resultantes da interação solo – água – ar e à ação gravitacional e inercial
no sistema. Assim, na figura anterior (Figura 34), podemos observar a curva de
retenção esperada em um perfil poroso natural, desde a superfície terrestre até à
zona saturada (dos aquíferos).

Um aquífero é uma unidade geológica permeável que contém água e
permite que ela se mova através de seu meio poroso em condições de campo
(BEAR, 1972; FREEZE; CHERRY, 1979). Além disso, os mesmos autores definiram um
aquiclude como uma formação geológica também saturada, mas que, mesmo
contendo quantidades apreciáveis de água, é incapaz de transmitir quantidades
https://bit.ly/3RqQVya

significativas de água sob gradientes hidráulicos comuns em condições de campo
(por exemplo, camadas de argila). Desta forma, fica claro que nem toda água
subsuperfical pode ser considerada disponível para coleta.

5.2 CLASSIFICAÇÃO DOS AQUÍFEROS
Para Pinto et al. (1976), um aquífero é formado quando o lençol freático
ocorre em uma formação que é porosa o suficiente para garantir que a água seja
armazenada, escoada e utilizada. Neste sentido, Raghunath (2006) apresenta
algumas formações que podem ser consideradas como adequadas para formação
de aquíferos, são elas:
 Cascalhos não consolidados, areias, aluviões;
 Sedimentos lacustres e depósitos glaciais;
 Arenitos;
 Calcários com cavidades (cavernas) formadas pela ação de águas ácidas
(aberturas de solução em calcários e dolomitas).
 Granitos e mármores com fissuras, gnaisses e xistos envelhecidos.
 Basalto vesiculado e ardósias.
A principal fonte de recarga natural dos aquíferos é a precipitação; porém,
para alguns aquíferos, outros tipos de recarga são importantes, por exemplo, em
áreas agrícolas em que a irrigação pode contribuir com uma parte importante da
recarga das águas subterrâneas (THOMPSON, 2017).

Para Thompson (2017),
o aquífero pode também ser compreendido em uma
perspectiva de gestão de água e, desta forma, pode ser definido como uma
camada de água contendo material terrestre suficientemente permeável para
fornecer água aos poços em quantidades economicamente utilizáveis. Os aquíferos
https://bit.ly/3KClRtu

podem ser classificados conforme a pressão a que estão submetidos e são
denominados: confinados e não confinados (DAVIE, 2019), como representados
pela Figura 36.

Figura 36: Tipos de aquíferos

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3TxafvC Acesso em: 02. Abr. 2021.

Os aquíferos confinados são encontrados entre duas camadas relativamente
impermeáveis (HAN, 2010). Essas camadas proíbem ou inibem a comunicação
vertical entre a água armazenada no aquífero confinado e a água acima ou abaixo.
Dessa forma, segundo THOMPSON (2017), a recarga para um aquífero confinado
ocorre em uma área de recarga espacialmente restrita onde o aquífero aflora na
superfície.
Os aquíferos não confinados são aqueles que são limitados superiormente pelo
extenso lençol freático, pelo qual ocorre a recarga através da percolação da água.
(HAN, 2010). Assim, como este tipo de aquífero não está sob pressão atmosférica, o
nível da água em um poço artesiano é o mesmo que o lençol freático fora do poço.

https://bit.ly/3TxafvC

O volume de armazenamento dentro de um aquífero é alterado sempre que
ocorre a recarga ou a saída de água de um aquífero. Para aquíferos não
confinados, a mudança no volume de armazenamento pode ser calculada,
segundo Viessman et al., (1989), como:

∆𝑆 = 𝑆𝑦 ∙ ∆𝑉 (26)

Onde:
AS: é mudança no volume de armazenamento.
𝑆𝑦: é o rendimento específico médio do aquífero.
AV: é o volume do aquífero situado entre o lençol freático original e o lençol
freático em algum momento específico posterior.

5.3 CARACTERÍSTICAS DOS AQUÍFEROS
As condições de permeabilidade de um perfil de solo natural variam com a
predominância de material mineralógico. Considerando ainda a hidráulica
subterrânea, as condições de condutividade hidráulica variam com o material de
formação dos aquíferos. A formação de cada aquífero ou sistema de aquíferos
(quando consideramos as relações regionais entre as unidades hidrogeológicas) é
apresentada por Raghunath (2006), mas pode ser resumida como na Figura 36:
aquíferos porosos ou granulares (é o caso dos aquíferos formados por arenito, por
exemplo); aquíferos fissurais ou fraturados (como granito) e cársticos (como
calcário).
A água subterrânea pode mover‐se pelos poros ou vazios originais da rocha
(porosidade primária) ou nas fissuras e cavidades de dissolução, desenvolvidas após
sua formação (porosidade secundária). Observe na Figura 37 uma representação
com diversos constituintes hidrogeológicos e sua porosidade associada.

Figura 37: Representação dos tipos de aquíferos a partir da sua geologia e porosidade

Fonte: Adaptado de Ministério do Meio Ambiente (2021).

Segundo Feitosa e Manoel Filho (2000), a porosidade primária ocorre
geralmente (excetuando‐se algumas rochas vulcânicas) nas rochas sedimentares,
dando origem aos aquíferos porosos. Uma rocha possui porosidade primária se foi
originada durante sua deposição; e porosidade secundária quando foi originada de
processos geológicos (desenvolvimento de fraturas, por exemplo, de cavidades
devido à dissolução em calcários) (TUNALA et al., 2010).

Figura 38: Representação dos diferentes tipos de aquíferos e suas porosidades

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3RqXFfN. Acesso em: 02 abr. 2021.

1- aquífero poroso ou granular – porosidade primária - Água armazenada nos espaços entre os grãos da rocha ou solo.
2 - aquífero fissural ou fraturado – porosidade secundária - Água armazenada nas fraturas interconectadas da rocha.
3 - aquífero cárstico - porosidade secundária – água armazenada nos condutos e canais das rochas carbonáticas.
https://bit.ly/3RqXFfN

Collischon (2013) explicita que o movimento da água em um meio poroso
saturado pode também ser descrito pela Lei de Darcy. Vale destacar que a
equação de Darcy representa a quantidade de água transmitida por unidade de
tempo através de uma área de um meio poroso específico, sendo proporcional ao
gradiente hidráulico do solo. Note que o gradiente hidráulico representa a variação
de carga hidráulica de um ponto para outro, em função da unidade de distância
que separa tais cotas.
Observe que a vazão é dependente da área do meio poroso transversal ao
escoamento e da característica intrínseca do meio denominada condutividade
hidráulica.

q = K
∂h
∂x
(27)
Q = K A
∂h
∂L
(28)
Note que: Q é a vazão (fluxo) de água (volume/tempo, como por exemplo
cm3/s); A é a área que está sendo considerada para a análise (cm2); q é a vazão
específica, ou seja, o fluxo de água por unidade de área que variando por unidade
de tempo(cm/s); K é a condutividade hidráulica (cm/s); h é a carga hidráulica (cm);
e finalmente, x é a distância considerada na análise (cm), sendo no caso do
experimento a camada L.
No contexto de hidráulica subterrânea, uma linha piezométrica pode ser
definida como a elevação da água em um poço que possui uma porção protegida
em um ponto dentro de um aquífero. A superfície piezométrica, por sua vez, é
determinada pela medição do nível d’água em uma série de poços de observação
espacialmente distribuídos. Assim, obtemos um mapa de contorno que define uma
superfície chamada superfície piezométrica ou potenciométrica. Essa superfície é
utilizada para que possa identificar a direção do fluxo da água subterrânea.
Além da facilidade com que a água se move pelos interstícios da rocha,
podemos avaliar um aquífero ainda quanto à sua transmissividade (volume que
pode ser transmitido através de toda a sua espessura saturada) e, ainda, quanto ao
coeficiente de armazenamento S dessa unidade geológica. Essas variáveis figuram
dentre os principais coeficientes de um aquífero e se relacionam à quantidade de
água explotável de uma reserva subterrânea.

FIXANDO O CONTEÚDO
1. Os solos podem processar e reter quantidades consideráveis de água. Eles podem
absorver água e continuarão a fazê-lo até que estejam saturados ou até que a
sua taxa de transmissão de água através dos poros seja excedida. Assim, parte
da água precipitada drenará através do meio poroso do solo (por meio da
gravidade), possibilitando a recarga de aquíferos e uma parte drenará sobre a
superfície do solo, formando o escoamento superficial.

Podermos afirmar que:

a) A água que não é retida pelo solo ou utilizada pelas plantas pode continuar
infiltrando ao longo do perfil e contribuir para o lençol freático (a zona
permanentemente saturada na base do perfil).
b) A água que não é retida pelo solo ou utilizada pelas plantas pode continuar
infiltrando ao longo do perfil e contribuir para o lençol freático (a zona
permanentemente não saturada na base do perfil).
c) A água que é retida pelo solo ou utilizada pelas plantas pode continuar infiltrando
ao longo do perfil e contribuir para o escoamento superficial (a zona
permanentemente saturada na base do perfil).
d) A água que é retida pelo solo ou utilizada pelas plantas pode continuar infiltrando
ao longo do perfil e contribuir para o lençol freático (a zona permanentemente
saturada na base do perfil).
e) A água que não é retida pelo solo ou utilizada pelas plantas pode continuar
infiltrando ao longo do perfil e contribuir para o escoamento superficial (a zona
permanentemente não saturada na base do perfil).
2. (UFS, 2014 – Adaptada). Os principais parâmetros que caracterizam um aquífero,
quanto à sua importância como reservatório de explotação de água subterrânea,
são:

a) Governança e profundidade dos poços de monitoramento.
b) Porosidade aparente e coeficiente de granulometria.
c) Condutividade elétrica e coeficiente de confinamento.

d) Condutividade hidráulica e coeficiente de armazenamento.
e) Grau de confinamento e volume de precipitação regional.

3. (Adaptada COPASA/2014). Assinale a alternativa que define corretamente um
aquífero confinado drenante.

a) É aquele em que ambas as camadas limítrofes são impermeáveis, não permitindo
nem a entrada e nem a saída de fluxos.
b) É aquele em que pelo menos uma das camadas limítrofes é semipermeável,
permitindo a entrada ou saída de fluxos.
c) É aquele em que pelo menos uma das camadas limítrofes é semipermeável,
permitindo apenas a entrada de fluxos.
d) É aquele em que pelo menos uma das camadas limítrofes é semipermeável,
permitindo apenas a saída de fluxos.
e) É um caso especial de aquífero livre formado sobre uma camada impermeável
ou semipermeável.

4. (SISEMA/MG, 2013 – Adaptada). Os aquíferos denominados como confinados
possuem o limite superior com valor de pressão:

a) Inferior a uma atmosfera.
b) Inferior a um pascal.
c) Superior a uma atmosfera.
d) Igual a uma atmosfera.
e) Igual a um pascal.

5. (CORSAN/RS – Adaptada). Em relação ao movimento de água subterrânea, pode-
se afirmar que:

I. A recarga de água subterrânea ocorre por percolação da água da camada
superior do solo que normalmente não está saturada. Em geral, a recarga de um
aquífero é contínua e depende dos eventos de chuva.
II. A recarga de água subterrânea ocorre por percolação da água da camada
superior do solo que normalmente não está saturada. Em geral, a recarga de um

aquífero não é contínua e depende dos eventos de chuva.
III. A água subterrânea se movimenta através dos poros do solo ou ao longo de linhas
de fratura das rochas. Assim, quanto maior a porosidade e maior a condutividade
hidráulica do solo, mais rápido será a drenagem de água.

Está correto o que se afirma em:

a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas as afirmações I e II.
d) Apenas as afirmações I e III.
e) Apenas as afirmações II e III

6. (COVEST/ UNEMAT – Adaptada). Com relação às características das águas
subterrâneas, analise as seguintes asserções:

I. A recarga de aquíferos ocorre por infiltração de água dos rios e da chuva e por
abastecimento artesiano; e a descarga, pela perfuração de poços, evaporação
e nascentes.
II. A água que percola através da superfície do solo forma aquíferos não confinados,
em contraste com aquíferos confinados, onde há água retida por solos mais
permeáveis.
III. Poluentes lixiviados de aterros sanitários podem atingir os lençóis freáticos, mas
não atingem as águas subterrâneas confinadas em aquíferos artesianos.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

7. (SUDENE/2013) Os aquíferos podem ser classificados de acordo com a pressão das
águas nas suas superfícies limítrofes (topo e base) e também em função da
capacidade de transmissão de águas pelas respectivas camadas limítrofes
(camada confinante superior e inferior).
Fonte: Feitosa e Manoel Filho. Hidrogeologia Conceitos e Aplicações, 2000, 2ª. Edição.

Com base no texto, analise as seguintes asserções:

I. O aquífero confinado não drenante é aquele cujas camadas limítrofes superiores
e inferiores são impermeáveis.
II. As áreas de recarga dos aquíferos confinados são aquíferos livres através dos
quais o excesso de água da chuva consegue penetrar por infiltração.
III. O aquífero suspenso é um tipo especial de aquífero livre que, por vezes, existe em
caráter temporário na medida em que drenam para as camadas subjacentes.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

8. (Adaptada de UDESC/2019). A água subterrânea forma-se quando as gotas de
chuva infiltram o solo e em outros materiais superficiais não consolidados,
penetrando até mesmo em rachaduras e fendas do substrato rochoso.

Em relação às águas subterrâneas, analise as proposições:

I. As camadas que armazenam e transmitem a água subterrânea em quantidade
suficiente para o abastecimento são chamadas de aquíferos.
II. O único espaço disponível para a água subterrânea é aquele dos poros entre os
grãos de areia e outras partículas, que constituem o solo e o substrato rochoso, e
aquele das fraturas.

III. A porosidade depende do tamanho e da forma dos grãos e de como eles estão,
ou seja, quanto mais aberto o empacotamento das partículas, maior o espaço
dos poros entre os grãos.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

6.1 HIDRÁULICA DE CANAIS ERODÍVEIS E TRANSPORTE DE SÓLIDOS
Os rios naturais surgem como pequenos riachos nas suas cabeceiras
localizadas em locais de altas altitudes, cujos gradientes são frequentemente
íngremes e os processos erosivos e dos cursos de água são predominantes (SHAW et
al., 2010).
Ao longo do percurso da água nos canais, os sedimentos advindos dos
processos erosivos são estabilizados e, devido ao gradiente fraco, são depositados
em seus leitos. Desta forma, as cargas de sedimentos passam por diversos processos
ao longo dos canais fluviais, tais como: a suspensão, saltação e o rolamento. A figura
38 representa os sedimentos sendo transportados por estes processos.

Figura 39: Partículas transportadas por suspensão, saltação e o rolamento.

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3Q7KGhM. Acesso em: 02 abr. 2021.

Quando a força de sustentação dos sedimentos equilibra a força da
gravidade exercida sobre os sedimentos, as partículas se movem flutuando no canal.
Nesse processo, as partículas permanecem permanentemente acima do leito,
sustentadas pelo fluxo turbulento da água (COSTA, 2016).
O rolamento dos sedimentos ocorre com partículas maiores, cujas formas
permitem que girem no leito dos canais. Para Costa (2016), nesse processo, os
Erro!
Fonte de
referênci
a não
encontra
da.
https://bit.ly/3Q7KGhM

sedimentos se movem ao longo do leito do canal, mas são muito pesados para
serem retirados dele. O processo de saltação ocorre quando os sedimentos soltos
saltam sobre o leito do canal, perdendo periodicamente o contato com ele. Desta
forma, segundo Costa (2016), este processo ocorre por meio da interação entre as
forças de sustentação e arrasto, situação em que as partículas se movem por meio
de saltos:
A carga sólida de fundo é formada por partículas de tamanhos
maiores (areia, cascalho ou seixos rolados) que saltam ou rolam ao
longo do leito fluvial, já a carga em suspensão constitui-se de
partículas finas (silte e argila), as quais se conservam suspensas na
água até que a velocidade do fluxo consiga movimentá-las (CUNHA,
2008).

Desta forma, os processos de erosão fluvial colaboram com o aumento da
carga de sedimentos de fundo dos corpos d’água, além de provocar o
desmoronamento das margens ao longo do tempo, ocasionando a fragilidade do
ambiente local, e limitação para seu uso.

Esses processos são influenciados pela granulometria dos sedimentos
(tamanho e forma) e as características
hidráulicas do próprio canal que determina
esse processo, sendo a turbulência e as forças hidrodinâmicas exercidas sobre as
partículas. A força que transporta os sedimentos está relacionada com o regime de
escoamento da água no canal e depende, principalmente, de sua velocidade e
viscosidade. Segundo Shaw et al., (2010), o regime de escoamento pode ser
classificado como: laminar e turbulento.
Em escoamentos laminares, os sedimentos imersos no fluido movem-se
paralelamente entre si, na direção do transporte, ou seja, movem-se em caminhos
suaves sem mistura lateral Shaw et al., (2010); já no escoamento turbulento, as
partículas imersas no fluido se movem em todas as direções, mas com deslocamento
paralelo à direção de transporte. A diferenciação dos dois regimes de escoamento
https://bit.ly/3AAGXDU

100

pode ser visualizada na figura 39. O escoamento laminar é identificado pelo número
de Reynolds (Re,) representado pela seguinte Equação (29):

𝑅𝑒 = 𝑣 ∙ 𝐿 ∙
𝑑
𝑢
(29)

Onde V é a velocidade do fluxo; L é a profundidade do canal; d é a
densidade; e u é a viscosidade do fluido.
A partir dessa equação, percebe-se que à medida que a velocidade e a
profundidade aumentam, o número Re aumenta e o fluxo se torna turbulento, com
considerável mistura lateral e vertical no canal (SHAW et al., 2010). Dessa forma, o
escoamento em regime turbulento tem um poder de erosão muito maior do que o
escoamento em regime laminar (Figura 39). Assim, volumes significativos de
sedimentos são geralmente transportados por fluxos turbulentos de água (Figura 39).

Figura 40: Representação dos fluxos em rios

Fonte: Grotzinger e Jordan (2013), p. 516.

101

No diagrama de Hjulstrom representado pela Figura 40 tem-se a relação entre
a velocidade do escoamento de água no canal e o transporte dos sedimentos.
Segundo COSTA (2016), quando o sedimento é depositado no canal, é necessária
mais energia para que ele seja transportado no canal do que para o sedimento que
já se encontra em movimento.

Figura 41: Diagrama de Hjulstrom

Fonte: Adaptado de Costa (2016), p. 566.

Em relação ao depósito de sedimento, este pode ocorrer tanto próximo
quanto distante do local de erosão. Esses depósitos podem ser em locais planos, em
canais, planícies de inundação, reservatórios, estuários ou oceanos. Os sedimentos
podem causar danos em decorrência de sua quantidade, qualidade e do local de
deposição.
Alguns danos que podem ser causados por esse processo de deposição de
sedimentos são: em cursos d’água assoreados, a água em nível mais elevado
provoca erosão nas margens; o depósito em reservatórios pode provocar o seu
assoreamento, reduzir o volume d’água, a regularização dos cursos d’água e a vida
útil do lago. Alguns problemas relacionados aos sedimentos presentes no canal são
citados por Carvalho (1994), e incluem que:

102

 As partículas em suspensão degradam o uso consuntivo da água,
aumentando o custo de tratamento;
 O sedimento em suspensão impede a penetração da luz e do calor,
reduzindo a atividade de fotossíntese necessária para a salubridade dos
corpos d’água;
 O sedimento atua como portador de outros poluentes, tais como: nutrientes
químicos, metais pesados etc;
 A carga sólida provoca perturbação na forma do canal, alterando-a ao
longo do tempo e do comprimento do canal.

6.2 MEDIDAS DE CONCENTRAÇÃO DE SEDIMENTOS
A concentração dos sedimentos pode ser subdividida em três componentes:
a concentração no leito, o material suspenso e uma fase intermediária estreita de
saltação na qual os sedimentos se separam do leito e saltam ao longo do fluxo
(SHAW et al., 2010). Os sedimentos podem ser divididos em sólidos totais, em
suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis, com representado pela Figura 41.

Figura 42: A classificação dos sedimentos que podem ser medidos nos canais corresponde
à série de sólidos mensuráveis

Fonte: Elaborado pelo autor (2021).

Os sólidos totais representam quantitativamente a presença total de todos os
sedimentos presentes no canal; sólidos dissolvidos totais e sólidos suspensos totais
correspondem aos resíduos filtráveis e não filtráveis, respectivamente, e os sólidos
voláteis representam uma estimativa da matéria orgânica nos sólidos, enquanto que
os sólidos não voláteis (fixos e voláteis) representam a matéria orgânica ou mineral
Sólidos Totais
(ST)
Sólidos em
Suspensão (SS)
Sólidos Voláteis
(SSV)
Sólidos Fixos
(SSF)
Sólidos
Dissolvidos
Sólidos Voláteis
(SDV)
Sólidos Fixos
(SDF)

103

(VON SPERLING, 1996).
Para Shaw et al. (2010), os componentes mais simples de se quantificar são os
sólidos suspensos e eles fazem parte das propriedades físicas da qualidade da água.
Esses sedimentos podem ser medidos nos canais direta ou indiretamente.
As medições diretas são realizadas através da implementação de
equipamentos específicos que garantem a medição dos sedimentos nos canais. Tais
equipamentos incluem: o turbidímetro e o perfilador de corrente acústica de Doppler
(ADCP) (Figura 42).

Figura 43: a. Turbidímetro; b. ultrassônico Doppler.

(a) (b)
Fonte: Elaborado pelo autor (2021).

As medições indiretas são realizadas em laboratório e necessitam coleta de
amostras de água e sedimentos, obtidas nos canais, para que posterirormente essas
amostras possam ser analisadas a partir de operações específicas. Essas operações
são realizadas basicamente por meio de operações de secagem, calcinação e
filtração, que são responsáveis por definir as diversas frações de sedimentos
presentes no canal (CETESB, 2009). Para que essas medições sejam realizadas
corretamente, a coleta de amostras deve ser realizada em múltiplas verticais para
admitir a obtenção de valores médios em toda a seção, já que os sedimentos são
distribuídos de modo variável na largura e profundidade do rio (CARVALHO, 2008).
Neste sentido, a Figura 43 representa a distribuição da velocidade, concentração
de sedimentos e da descarga sólida na seção transversal de um canal.

104

Figura 44: Distribuição dos sedimentos

Fonte: Carvalho; Marques e Strasser (2014), p. 4.

6.3 ASSOREAMENTO DE RESERVATÓRIOS E SEDIMENTAÇÃO
Analogamente ao transporte e à deposição de sedimentos que ocorre em
rios, os reservatórios superficiais também podem receber os materiais erodidos,
mesmo quando muito distantes das fontes de erosão. Note que o processo de
transporte dos sedimentos determina a sedimentação mais rápida de partículas
maiores e mais lentas quando consideramos as partículas menores.

105

Figura 45: Representação do processo de movimentação dos
sedimentos em meio aquático

Fonte: Grotzinger; Jordan (2013), p. 517.

Assim, podemos observar que a sedimentação e, consequentemente, o
acúmulo de sólidos em ambientes lênticos (com pouco ou nenhum movimento das
águas) não ocorre de maneira uniforme. Sendo assim, não basta saber a taxa de
entrada de sólidos no sistema, é preciso também monitorar a vazão, a velocidade e
o perfil da massa d’água em diversos pontos dos reservatórios. A curva de Brune
exemplifica a remoção dos sedimentos do meio aquático de acordo com seu
tamanho (Figura 45).

Figura 46: Curvas de retenção de sedimentos considerando seus diâmetros.

Fonte: Adaptado de Carvalho (2000).

106

Vale ressaltar que a curva de sedimento intermediário é, com certa
frequência, considerada como sendo a curva média de retenção de sedimentos.
Carvalho (2000) enfatiza que os processos da sedimentação podem se apresentar
de formas complexas, mas que, de uma maneira geral, os sedimentos transportados
pelo sistema
estudos, com especial atenção dada à formação dos
canais naturais e sua conseguinte forma dos nossos rios. Importantes
questões dos geossistemas serão utilizadas, como por exemplo, as
análises relativas aos perfis e à vazão dos corpos hídricos, com
ênfase ao risco de inundação.

A Unidade 5 traz uma abordagem típica que nos permite inferir
sobre manejos integrados da água subterrânea. Entenderemos
como ocorre a distribuição vertical da umidade em um perfil de
solo, os tipos de aquíferos e suas respectivas características, tais
como a porosidade e a condutividade hidráulica.

Finalmente, na Unidade 6, estudaremos a dinâmica existente em
reservatórios. Como linha de estudo principal, veremos alguns dos
importantes fatores da hidráulica de canais erodíveis e do
transporte de sólidos. Dessa forma, veremos como estabelecer
medidas de controle de sedimento definindo o gerenciamento de
uma bacia hidrográfica.

CICLO HIDROLÓGICO E BACIA
HIDROGRÁFICA

1.1 CONCEITOS PRINCIPAIS E A IMPORTÂNCIA DA HIDROLOGIA
A água é o recurso natural em maior disponibilidade na Terra e de
fundamental importância para a existência da vida no planeta. Nesse sentido, o
desenvolvimento das civilizações foi sempre pautado na disponibilidade hídrica, de
modo que as populações buscavam se fixar em locais próximos a cursos d’água para
utilizar a água em suas necessidades básicas, como consumo, irrigação, pesca e
dessedentação de animais.
Devido à sua importância, a água é o recurso analisado pela hidrologia, desde
o momento de sua precipitação na superfície terrestre até seu retorno à atmosfera
por evaporação ou aos oceanos por escoamento superficial ou subterrâneo. Desta
forma, esta ciência busca compreender esta movimentação da água da atmosfera
para a superfície terrestre, chamada de ciclo hidrológico, e também analisar a
distribuição da água no planeta e a qualidade deste recurso em relação aos usos
que se pretende realizar.
Segundo Te Chow (2010, p. ???), a hidrologia pode ser aplicada em projetos e
operação de estruturas hidráulicas, abastecimento de água, tratamento e
disposição de águas residuais, irrigação, drenagem, geração de energia hidrelétrica,
controle de inundações, navegação, controle de erosão e sedimentos, controle de
salinidade, redução de poluição, recreação uso da água e proteção dos peixes e
da vida selvagem etc.
A hidrologia aplicada contribui para a análise dos problemas envolvidos nestes
tipos de usos da água, contribuindo com a análise e busca de soluções dos
problemas ambientais relacionados com o impacto das atividades humanas na
qualidade da água e também fornecendo orientação para o planejamento e
gestão dos recursos hídricos.
O termo recursos hídricos é usado para se referir à gestão e utilização da água,
principalmente, para atender em qualidade e quantidade às necessidades humanas
UNIDADE
01

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(THOMPSON, 2017, p. ???). Assim, o adequado gerenciamento dos recursos hídricos
requer um conhecimento sólido da hidrologia, considerando a água o elemento mais
importante do meio ambiente.

1.2 CICLO HIDROLÓGICO: BALANÇO HÍDRICO E PRINCIPAIS COMPONENTES
O ciclo da água ou ciclo hidrológico é um fenômeno natural que representa
a circulação da água entre os grandes reservatórios, em meio sólido ou vapor d'água
da Terra: os oceanos, a atmosfera, os lagos, os rios, a água, os lençóis freáticos e as
geleiras. Assim, os inúmeros processos associados a esse ciclo ocorrem em toda a
Geoesfera (atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera).
É interessante observar que a quantidade de água não se altera
significativamente no ciclo, apesar de haver variações consideráveis e contínuas
quanto à sua distribuição entre os diferentes compartimentos ambientais. De certa
forma, o motor desse ciclo é a energia solar que, ao promover a evaporação e
evapotranspiração da água, impulsiona todas as demais trocas.
Ao observarmos como a água é armazenada nos diferentes compartimentos,
podemos discutir o conceito de reservatório. É fácil de visualizarmos a água reservada
em lagos, oceanos e nas calotas polares, bem como observá-la fluindo sobre a
superfície terrestre. Porém, observamos com mais dificuldade as quantidades
enormes de água que são armazenadas na atmosfera, no perfil dos solos e nos
aquíferos. Mesmo os processos que possibilitam a movimentação da água são
complexos e muitas vezes difíceis de serem mensurados.
Cada um dos locais de armazenamento da água pode ser chamado
individualmente como reservatório e a distribuição da água sobre a superfície pode
se dar tanto em ambientes de água salgada quanto de água doce. Observe na
Figura 1, a distribuição da água entre água doce ou salgada e os principais
https://bit.ly/3AXMXYF
Mobile User

reservatórios que poderíamos considerar. Vale ressaltar que um dos reservatórios
incluídos nesse exemplo da distribuição é a biosfera, uma vez que a água é
constituinte básico dos seres vivos.

Figura 1: Estimativa da distribuição da água na Terra

Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 476)

Os reservatórios recebem água pelos influxos (pluvial ou fluvial), ou seja, por
chuva ou pelos canais naturais, e perdem água pelos defluxos (seja fornecendo água
para riachos e rios, seja pela evaporação). Complementarmente, podemos
considerar que, apesar de a quantidade total de água em rios e lagos ser pequena
quando a comparamos com o volume de água nos oceanos ou nos aquíferos, esses
volumes são, em geral, de grande utilidade à população humana por se
apresentarem como água doce (GROTZINGER; JORDAN, 2013, p. ???).
Analisando brevemente como o ciclo ocorre, podemos começar pelo vapor
d’água. O vapor d’água que se condensa forma pequenas partículas d’água que
se aglomeram desenvolvendo as nuvens que são, então, precipitadas,
principalmente, como chuvas (fase líquida) ou neve (fase sólida). Dessa forma,
lembramos que a precipitação ocorre devido a um alto teor de vapor d’água na
atmosfera e pontuamos que a água pode ser liberada na forma de granizo, geada,
orvalho, neblina, neve e chuva, a depender das condições de temperatura da
região que estamos analisando. Por esse motivo é comum utilizarmos o termo
precipitação para fazer referência a qualquer desses eventos. A partir do momento
em que a água é precipitada, caminhos distintos podem ser traçados no ciclo. As

principais componentes do ciclo hidrológico que consideraremos podem ser
divididas entre variáveis de entrada, de movimentação e variáveis de saída, sendo
que a variável de entrada é, principalmente, a precipitação. Os principais processos
do ciclo hidrológico, e consequentemente do balanço hídrico, estão indicados na
Figura 2.

Figura 2: Representação esquemática do ciclo hidrológico com os seis processos básicos

Fonte: Elaborado pela autora (2021)

Analisando o ciclo a partir da precipitação (1), sabemos que quando a água
incide sobre a superfície terrestre há possibilidade de uma porção da água ser
interceptada pela vegetação (2) e outra ser infiltrada no solo (3). Observe que a
infiltração pode ser considerada na superfície do terreno, mas também em
profundidade, e quando ela ocorre em profundidade poderíamos chamar de
percolação e ainda associá-la à recarga de aquíferos.
Uma porção da água armazenada na rizosfera é utilizada pelas plantas e será
evapotranspirada (4).
Podemos destacar que à medida o solo vai sendo umedecido, seu potencial
de retenção de água é atingido e parte da água não poderá mais infiltrar, escoando
sobre a superfície ou subsuperfície do solo (5), contribuindo também para a
percolação profunda. Por fim, a água armazenada em reservatórios pode ser
evaporada (6), condensada em gotículas
fluvial são primeiramente depositados, o que é explicado pela redução
de velocidade da água no reservatório. Porém, vale destacar que a produção de
sedimentos também ocorre devido à erosão das margens dos reservatórios e pela
deposição de sedimentos a jusante, derivados da drenagem superficial (enchentes).
A deposição pode ocorrer: i) a montante, constituindo um depósito do remanso; ii)
dentro do reservatório, formando as chamadas deposições delta; e iii) às margens
do reservatório, também conhecido como depósito overbank, uma vez que forma
bancos de areia visualmente perceptíveis.
Os reservatórios podem apresentar muitas finalidades, mas um dos usos mais
comuns que observamos em todo o Brasil é a formação de reservatórios para
aproveitamento hidrelétrico, uma vez que essa fonte de energia é a mais
amplamente utilizada em todo nosso território. Assim, em 1998, a Resolução ANEEL
nº 396, em seu Art. 1º, estabelece a obrigatoriedade de instalação, manutenção e
operação das estações fluviométricas e pluviométricas na região de reservatórios
construídos no contexto de geração de energia. Adicionalmente, em 2010, na
Resolução Conjunta nº 03 (ANA/ANEEL), houve atualizações sobre o monitoramento
mais amplo desses ambientes, com a inclusão da análise sedimentológica.
Em seu Art. 1º, a Resolução 03/2010 (ANA/ANEEL, 2010), visando estabelecer
as condições e os procedimentos a serem observados para a instalação, operação
e manutenção de estações hidrométricas visando ao monitoramento pluviométrico,
limnimétrico, fluviométrico, sedimentométrico e de qualidade da água associado a
aproveitamentos hidrelétricos. O inciso 4 define que:
§ 4º O monitoramento sedimentométrico é o conjunto de ações e
equipamentos destinados ao levantamento de dados de sedimentos
em suspensão e de fundo, que permitam determinar a descarga
sólida total (Resolução 03/2010 - ANA/ANEEL, 2010).

Complementarmente, em seu artigo 4º, no inciso § 2º, fica determinado que:
Nos locais de monitoramento fluviométrico e sedimentométrico
deverão ser realizadas, no mínimo, 4 medições no decorrer do ano
para fins de definição e atualização das curvas de descarga líquida
e sólida, respectivamente. (Resolução 03/2010 - ANA/ANEEL, 2010).

107

E finalmente, no inciso 4º do Art. 4º, explicita-se que as medições de descarga
líquida, descarga sólida e de qualidade da água deverão ocorrer simultaneamente.
Em termos práticos, podemos entender que, com a sedimentação dos sólidos
nos reservatórios, a capacidade de armazenamento pode ser prejudicada e não é
exagero considerar o monitoramento dessa deposição contínua para prever
procedimentos de mitigação do assoreamento. Para a realização do cálculo
preliminar do assoreamento, podem ser utilizadas as equações (30) e (31)
(CARVALHO, 2000):

S =
Dst∙ Er
γap
=
365∙Qst∙ Er
γap
(30)

T =
𝑉𝑟𝑒𝑠
𝑆
(31)

Sendo:
𝑆 = volume de sedimento retido no reservatório (m3/ano);
Dst = deflúvio sólido total médio anual afluente ao reservatório (t/ano);
Er = eficiência de retenção do sedimento afluente ao reservatório (decimal);
γap = peso específico aparente médio dos depósitos (t/m3);
Qst = descarga sólida total média afluente ao reservatório (t/dia);
T = tempo de assoreamento de um determinado volume (anos);
Vres = volume do reservatório, total ou volume morto (m³).

Assim, podemos determinar o tempo de assoreamento e prever medidas para
mitigar a perda de capacidade de armazenamento volumétrico.
É importante que compreendamos que as diversas áreas de Hidrologia são
constantemente atualizadas e novas tecnologias surgem para suprir as
necessidades que as aplicabilidades exigem. Desta forma, os conteúdos podem e
devem ser verificados com certa periodicidade, para que tenhamos conhecimento
apropriado a cada caso específico.

108

FIXANDO O CONTEÚDO
1. (SABESP – Adaptada). O desmatamento em uma área de manancial favorece a
ocorrência de fenômenos naturais como:

a) Impermeabilização do solo e carreamento de água.
b) Ocupação irregular do solo e erosão do fundo de reservatórios.
c) Eliminação da cobertura vegetal e acúmulo de resíduos sólidos urbanos.
d) Impermeabilização do solo e acúmulo de resíduos sólidos urbanos.
e) Erosão das margens dos canais e reservatórios, causando assoreamento.

2. (COCESPE/CEBRASPE – Adaptada). Com relação ao assoreamento de canais
naturais, assinale a opção correta:

a) O assoreamento que atinge barragens e corpos hídricos próximos a barragens
causa redução da velocidade natural dos recursos hídricos, o que motiva o
depósito gradual de sedimentos a jusante e (ou) montante de reservatórios.
b) Embora a diminuição da drenagem natural provocada pelo assoreamento de rios
cause uma redução nos aquíferos, ela contribui para a contenção da poluição
deles por materiais contaminados.
c) Embora se saiba que os desmatamentos generalizados promovem o
assoreamento dos rios, a legislação brasileira isenta os proprietários de terra da
manutenção das matas ciliares, que constitui uma forma efetiva de proteção dos
recursos hídricos.
d) O aumento de ocorrências de enchentes no meio urbano indica presença e
intensificação de assoreamento nos rios próximos às cidades. Entretanto, o
agravamento do assoreamento dos rios próximos às cidades não aumenta as
chances de ocorrerem enchentes no meio urbano.
e) O assoreamento não é considerado uma forma de poluição de rios e lagos, uma
vez que é consequência de um processo erosivo natural.

3. (IMA/2019 – Adaptada). A maioria dos sedimentos é transportada por correntes
de ar ou de água. A enorme quantidade de todos os tipos de sedimentos
encontrada nos oceanos resulta, principalmente, da capacidade de transporte
dos rios, que transportam, anualmente, altas cargas de sedimentos.

109

Em relação aos processos de transporte de sedimento pelos rios, analise as
seguintes assertivas:

I. A força da corrente, que está diretamente relacionada à sua velocidade,
determina o tamanho das partículas depositadas em um determinado local.
II. A velocidade de assentamento é proporcional à densidade e ao tamanho da
partícula.
III. A sedimentação começa onde o transporte termina e a sedimentação das
partículas clásticas é controlada pela força das correntes.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

4. (UFLA/2013 – Adaptada). Apresentam-se a seguir proposições sobre o transporte
de sedimentos:

I. A descarga sólida total é composta somente por descarga de sólidos em
suspensão.
II. Os sólidos dissolvidos podem ser fixos e voláteis.
III. Na parte superficial de um curso d’água, são transportados silte e argila e, na
parte intermediária, areia.

Em relação às assertivas, está correto o que se afirma em:

a) I e II, somente.
b) I e III, somente.
c) II e III, somente.
d) I, somente.
e) I, II e III.

110

5. (UFLA/2013 – Adaptada). Assinale a alternativa em que todos os termos se referem
a processos que ocorrem com os sedimentos nos canais naturais.

a) Agregação, saltação, rolamento e deposição.
b) Agregação, suspensão, saltação e deposição.
c) Suspensão, saltação, rolamento e deposição.
d) Decomposição, agregação, saltação e deposição.
e) Decomposição, rolamento e deposição.

6. (UFS/2014 – Adaptada). A medição do transporte de sedimentos objetiva
determinar a quantidade de sedimentos que passa em uma seção transversal por
unidade de tempo.

Sobre as medições da descarga sólida total em suspensão é correto afirmar:

a) Estas medições devem representar os sedimentos em suspensão, dissolvidos e de
arraste.
b) As amostras devem ser obtidas de forma a representar a média de sedimento
total em suspensão em toda a seção do rio, quanto à concentração e à
granulometria do sedimento.
c) O amostrador pode tocar o leito do rio, desde que a amostra seja constituída com
menos de 50% do sedimento de fundo.
d) Para a realização da amostragem por integração vertical, o amostrador deve ser
fixado em uma vertical específica localizada no centro do canal.
e) As medições devem ser representativas dos sedimentos do leito bem como dos
sedimentos suspensos no canal.

7. (CPRM/2006 – Adaptada). A medição de descargas sólidas, ou seja, do transporte
de sedimentos em arraste e em suspensão, é o objeto de estudo da
Hidrossedimentologia.

Em relação às cargas em suspensão, o fator preponderante para que estas
partículas sejam mantidas nesta condição é a(o):

111

a) Granulometria reduzida.
b) Ação de turbulência do fluido.
c) Batimetria do reservatório.
d) Tempo gasto para o escoamento atingir o canal;
e) Processo de meteorização da água precipitada.

8. (ITAIPU/2019). Na análise do ciclo hidrossedimentológico, capacidade de
transporte de um curso d’água refere-se:

a) À quantidade de sólido que um escoamento em superfície livre pode transportar.
b) Ao maior tamanho das partículas sólidas que se pode carrear em um mesmo fluxo.
c) À distância de deslocamento das partículas sólidas removidas da superfície.
d) À capacidade de partículas mais finas restabelecer contato com o fundo do
reservatório sob efeito da gravidade.
e) Ao desprendimento de partículas sólidas do meio antropizado sob efeito de
reações químicas, temperatura e ações mecânicas.

112

RESPOSTAS DO FIXANDO O CONTEÚDO

UNIDADE 01

UNIDADE 02

QUESTÃO 1 A QUESTÃO 1 B
QUESTÃO 2 C QUESTÃO 2 E
QUESTÃO 3 E QUESTÃO 3 C
QUESTÃO 4 A QUESTÃO 4 C
QUESTÃO 5 D QUESTÃO 5 A
QUESTÃO 6 B QUESTÃO 6 E
QUESTÃO 7 D QUESTÃO 7 A
QUESTÃO 8 E QUESTÃO 8 E

UNIDADE 03

UNIDADE 04

QUESTÃO 1 D QUESTÃO 1 C
QUESTÃO 2 C QUESTÃO 2 B
QUESTÃO 3 A QUESTÃO 3 E
QUESTÃO 4 D QUESTÃO 4 D
QUESTÃO 5 C QUESTÃO 5 D
QUESTÃO 6 C QUESTÃO 6 A
QUESTÃO 7 D QUESTÃO 7 D
QUESTÃO 8 B QUESTÃO 8 C

UNIDADE 05

UNIDADE 06

QUESTÃO 1 A QUESTÃO 1 E
QUESTÃO 2 D QUESTÃO 2 A
QUESTÃO 3 B QUESTÃO 3 A
QUESTÃO 4 D QUESTÃO 4 B
QUESTÃO 5 C QUESTÃO 5 C
QUESTÃO 6 D QUESTÃO 6 B
QUESTÃO 7 E QUESTÃO 7 B
QUESTÃO 8 E QUESTÃO 8 A

113

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que formam as nuvens que possibilitam a
repetição do ciclo, ou seja, a circulação da água em forma de precipitação no
sistema.

Pela equação de continuidade aplicada ao contexto da hidrologia ou do
balanço hídrico, mais especificamente, temos que observar que nosso interesse por
informação sobre uma área depende primariamente dos dados que temos
disponíveis, seja uma pequena ou uma grande bacia hidrográfica poderíamos (Eq.
1):
∑𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 = ∑𝑆𝑎í𝑑𝑎 ± ∑𝑃𝑒𝑟𝑑𝑎𝑠 (1)

Assim, à medida que resolvemos essa equação, podemos avaliar
quantitativamente a movimentação da água na bacia de drenagem de interesse.
Como principais componentes do balanço hídrico, podemos considerar: a
Precipitação (P) como entrada de água no sistema; o umedecimento do solo (SW) e
a retenção de água em reservatórios subterrâneos (Ac); a interceptação pela
cobertura vegetal (IV) como perdas; os valores de escoamento superficial (ES),
evaporação (E), evapotranspiração (ET), infiltração da água em superfície (I) e a
percolação da água em profundidade (DP) como componentes de saída do ciclo.
Assim, substituindo essas variáveis na Eq. (1), resulta um balanço hídrico genérico (Eq.
2):
𝑃 = 𝐸𝑆 + 𝐸 + 𝐸𝑇 − 𝐼𝐶𝑉 − 𝐼 − 𝐷𝑃 − 𝐴𝑐 (2)

Note que o balanço hídrico deve ser realizado de forma a validar as variáveis
existentes na bacia de interesse, levando-se em conta a cobertura vegetal, o tipo de
solo e ainda as infraestruturas construídas.

Mobile User

Figura 3: Componentes do balanço hídrico

Fonte: Elaborado pela Autora (2021)

Desta forma, os armazenamentos de água superficiais e/ou subterrâneos
possibilitam que a água continue a circular no sistema terrestre local e também que
possamos utilizá-la para todas as atividades previstas em toda uma bacia
hidrográfica. Sobre isso, você sabe o que é uma bacia hidrográfica? Essa importante
área territorial utilizada no gerenciamento de recursos hídricos vai ser nosso objeto de
estudo na próxima seção. Vamos lá?

1.3 CARACTERIZAÇÃO E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
1.3.1 Conceitos básicos
A bacia hidrográfica compreende uma área delimitada topograficamente,
em que toda a água drenada flui para uma saída denominada exutório (Figura 4).
Em hidrologia, a bacia hidrográfica é uma unidade coerente para estudar o
movimento da água dentro do ciclo hidrológico, porque a maioria da água que
descarrega em seu exutório se originou como precipitação caindo na bacia.

Figura 4: Bacia hidrográfica

Fonte: Shutterstock (online)

A bacia hidrográfica, de acordo com Woo (2012), é uma unidade hidrológica
natural que integra as atividades hidrológicas diferentes que ocorrem espacialmente
dentro de seu domínio. Desta forma, as características do fluxo de água são uma
manifestação dos resultados combinados de vários processos hidrológicos que
ocorrem em uma bacia.
Uma bacia hidrográfica é separada das bacias hidrográficas adjacentes por
divisores de águas, que são classificados como: divisor superficial (conhecido como
divisor topográfico) e divisor freático (conhecido como divisor subterrâneo) (Figura 5).
O divisor topográfico consiste em elevações topográficas responsáveis por
dividir a drenagem da água precipitada que escoa para cada bacia, já os divisores
subterrâneos podem variar com o tempo, e por isso são mais difíceis de serem
delimitados, sendo responsáveis por delimitar os reservatórios de água subterrânea e
dividir o fluxo de base para cada bacia.

Figura 5: Divisor topográfico e freático

Fonte: VILLELA; MATTOS (1975, p. 11)

A água precipitada na bacia hidrográfica poderá escoar para os cursos
d’água, evapotranspirar ou abastecer os cursos d’água subterrâneos. Desta forma,
de acordo com Genchi et al., (2011), cada componente da bacia hidrográfica vai
afetar sua resposta hidrológica à entrada da precipitação, em uma interação
complexa com tendência a atingir um equilíbrio dinâmico.
A resposta hidrológica é influenciada pelas características físicas e antrópicas
de uma bacia hidrográfica. Nesse sentido, Mohamoud (2004) aponta como
fundamentais as características dos solos (capacidade de infiltração, profundidade
do solo, porosidade, textura etc.), as características geomorfológicas (área de
drenagem, declividade, comprimento do canal, densidade de drenagem etc.), as
características geológicas (propriedades geológicas estruturais, litológicas etc.) e os
tipos de uso e cobertura do solo (porcentagem de floresta, agricultura, cobertura
urbana etc.).
A área de drenagem é a projeção horizontal da área da bacia hidrográfica
delimitada pelo divisor topográfico, sendo fundamental para o desenvolvimento dos
estudos hidrológicos. A determinação desta área pode ser realizada por
levantamentos topográficos ou pela utilização de mapas topográficos.
A forma da bacia também desempenha um importante papel em seu
comportamento hidrológico, isso porque o formato implica diretamente no tempo
em que a precipitação é transportada até o exutório da bacia.

As bacias podem ter formato oval. Segundo Villela; Mattos, (1975, p. ???),
geralmente as bacias hidrográficas de grandes rios têm a forma de leque
(ramificada) e as pequenas bacias podem variar muito seu formato (arredondado,
elíptico etc.) (ver Figura 6). A resposta da bacia em relação à precipitação pode ser
quantificada a partir de coeficientes chamados de coeficiente de compacidade e

fator de forma.

Figura 6: Diferentes formas de bacias hidrográficas

Fonte: Elaborado pela Autora (2021)

O fator de forma (𝐹) está relacionado com a geometria da bacia, sendo a
razão entre a área da bacia (𝐴) e o comprimento da bacia (𝐿) medido
paralelamente ao canal principal, ou seja:

𝐹 =
𝐴
𝐿2 (3)

O fator de forma pode inferir sobre a susceptibilidade da bacia hidrográfica a
enchentes, ou seja, uma bacia com fator de forma baixo é menos susceptível à
ocorrência de enchentes do que outra (de mesmo tamanho), mas com fator de
forma alto (VILLELA; MATTOS, 1975).
O coeficiente de compacidade compara a bacia hidrográfica a um círculo
e, desta forma, consiste na relação entre o perímetro da bacia (𝑃) e a circunferência
de um círculo de área igual à da bacia (VILLELA; MATTOS, 1975) e pode ser calculado
por:
𝐹 = 0,28
𝑃
√𝐴
(4)

Este coeficiente varia de acordo com o formato da bacia, quanto mais
irregular ela for, maior será o seu valor. O coeficiente igual a 1 é equivalente a uma
bacia em formato circular e, considerando que ela tenha características iguais,
quanto mais próximo de 1 for o valor do coeficiente de compacidade maior é a
suscetibilidade a enchentes (VILLELA; MATTOS, 1975).

O sistema de drenagem de uma bacia hidrográfica é composto pelo curso
d’água principal e seus afluentes, que influenciam diretamente no intervalo de
tempo em que a água se movimenta na bacia.
Segundo Teixeira et al., (2009), as características da drenagem de uma bacia
hidrográfica podem apresentar padrões bastante característicos em função dos
tipos de rochas e das estruturas geológicas presentes em seu substrato. Os principais
padrões de drenagem estão representados na Figura 7.

Figura 7: Padrões de drenagem

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3AXPGBh. Acesso em: 02 abr. 2021.

Horton (1945) desenvolveu um sistema de ordenação de cursos d’água no qual
os menores canais reconhecíveis são designados de ordem 1 (canais que
normalmente fluem apenas durante o tempo chuvoso). Quando dois canais de
ordem 1 se unem, um canal de ordem
2 resulta a jusante e quando um canal de
ordem inferior se une a um canal de ordem superior, o canal a jusante retém a
superior das duas ordens (TE CHOW, 2010). A Figura 8 representa um exemplo deste
sistema de classificação.

https://bit.ly/3AXPGBh

Figura 8: Ordenação de cursos d’água de uma bacia hidrográfica

Fonte: Adaptado de Te Chow (2010 p. 167)

O sistema de drenagem pode ser caracterizado segundo a sua densidade de
drenagem, a extensão média do escoamento superficial e a sinuosidade do curso
d’água.
A densidade de drenagem (𝐷𝑑) é um índice que pode inferir sobre o
desenvolvimento de um sistema de drenagem. A quantificação desse índice pode
ser definida como o total de todos os comprimentos de cursos d’água (L) em uma
bacia dividido pela área da bacia (A).

𝐷𝑑 =
𝐿
𝐴
(4)

A densidade de drenagem é influenciada pela geologia (permeabilidade,
erodibilidade dos materiais de superfície), clima (precipitação e vegetação), declive
e tempo e, segundo Villela; Mattos (1975), varia inversamente com a extensão do
escoamento superficial fornecendo uma indicação da eficiência da drenagem da
bacia.
A extensão média do escoamento superficial é a distância média em que a
precipitação teria que escoar superficialmente na bacia, caso o escoamento
ocorresse em linha reta do ponto em que a precipitação caiu até o ponto mais

próximo do leito de um canal desta bacia (VILLELA; MATTOS, 1975).
A sinuosidade de um curso d’água (𝑆𝑖𝑛) é a caraterística do sistema de
drenagem responsável por controlar a velocidade do escoamento. Segundo Villela;
Mattos (1975), a sinuosidade é a relação entre o comprimento do rio principal (𝐿) e o
comprimento do talvegue (𝐿𝑡):

𝑆𝑖𝑛 =
𝐿
𝐿𝑡
(5)

O comprimento do talvegue é a medida em linha reta do ponto inicial ao
ponto final do rio principal da bacia hidrográfica (talvegue).
O estudo do relevo também é fundamental para se entender o
comportamento hidrológico das bacias hidrográficas, uma vez que suas
características (declividade e altimetria, por exemplo) podem influenciar
diretamente fatores relacionados com o sistema de drenagem, como a velocidade
do escoamento, a evaporação, a temperatura etc.
A declividade da bacia é responsável, segundo Villela; Mattos, (1975, p. ???),
por controlar a velocidade do escoamento superficial nas bacias hidrográficas, uma
vez que impacta o tempo que a água leva para ser transportada até os cursos
d’água. Já a elevação média da bacia determina, de certa forma, o tipo de
precipitação e também afeta as perdas de água e a transpiração (SHARP; SAWDEN,
2013, p. ???). Segundo Villela; Mattos, (1975, p. ???), a elevação média da bacia (E)
pode ser calculada pela relação entre o produto da elevação média entre duas
curvas de nível (e), a área compreendida entre elas (a) e a área total (A).

𝐸 =
∑ 𝑒∙𝑎
𝐴
(6)

1.3.2 Noções básicas de manejo de bacias hidrográficas
A Lei Federal 9.433/1997, por meio do estabelecimento da Política Nacional de
Recursos Hídricos, define a bacia hidrográfica como unidade de monitoramento e
gerenciamento de água no Brasil (BRASIL, 1997).

Retomando o princípio do balanço de massa, a delimitação física de uma
bacia hidrográfica a torna elemento fundamental para o estudo do ciclo hidrológico
(TUCCI; HESPANHOL; CORDEIRO NETTO, 2001). Os fatores associados às condições
fisiográficas, estratigráficas e do tipo de cobertura do solo geram em cada bacia
uma necessidade distinta de gerenciamento dos recursos hídricos. Para facilitar as
definições de práticas a serem adotadas, podemos estudar bacias experimentais,
com o objetivo principal de, a partir das coletas das variáveis que compõem o
balanço hídrico, possamos entender como a cobertura superficial, o uso ou o tipo de
solo podem influenciar essa dinâmica.
De uma forma geral, o manejo integrado de uma bacia hidrográfica é
estabelecido para que seja possível compatibilizar a preservação dos recursos
naturais ao longo do uso e da ocupação de terras. Como prática de gestão, as
regiões podem ser agrupadas segundo suas características socioeconômicas e
ambientais, para que o planejamento e o gerenciamento de recursos, inclusive os
hídricos, sejam orientados e apropriados aos múltiplos usos previstos.

A variabilidade climática anual e sazonal no Brasil, devido às proporções
continentais do país, pode ser um condicionante à disponibilidade hídrica,
constituindo-se, portanto, como um fator de sustentabilidade das atividades
socioeconômicas (TUCCI; HESPANHOL; CORDEIRO NETTO, 2001). Devemos sempre
considerar que a gestão integrativa e participativa pode mitigar os impactos
negativos das atividades antrópicas, garantindo qualidade de vida à sociedade e a
https://bit.ly/3RkllSN
https://bit.ly/2X3Vt19

manutenção de gerações futuras, como estabelecido pela Constituição Federal do
Brasil (BRASIL, 1988).
Para que possamos delinear um manejo integrado, devemos estudar os
componentes internos da nossa área de interesse e uma ferramenta para isso são os
diagnósticos. Um diagnóstico ambiental se refere a um levantamento dos aspectos
observáveis em uma área de interesse, visando à integração dos dados por métodos
específicos que possibilitam conhecermos as potencialidades locais e/ou regionais
(Figura 9), sendo usualmente utilizados vários tipos de diagnósticos de forma
complementar e não hierárquica para atingir esse objetivo, como veremos agora.

Figura 9: Diagnósticos ambientais podem ser compostos por diferentes levantamentos
complementares para que os aspectos relevantes da bacia hidrográfica sejam
considerados no planejamento

Fonte: Elaborado pela Autora (2021).

O diagnóstico ambiental foi definido pela Resolução CONAMA 1/1986 em seu
artigo 6º como sendo (grifo nosso):

I - Diagnóstico ambiental da área de influência do projeto completa
descrição e análise dos recursos ambientais e suas interações, tal
como existem, de modo a caracterizar a situação ambiental da área,
antes da implantação do projeto, considerando:
a) o meio físico - o subsolo, as águas, o ar e o clima, destacando os
recursos minerais, a topografia, os tipos e aptidões do solo, os corpos
d'água, o regime hidrológico, as correntes marinhas, as correntes
atmosféricas;

b) o meio biológico e os ecossistemas naturais - a fauna e a flora,
destacando as espécies indicadoras da qualidade ambiental, de
valor científico e econômico, raras e ameaçadas de extinção e as
áreas de preservação permanente;
c) o meio socioeconômico - o uso e ocupação do solo, os usos da
água e a socioeconomia, destacando os sítios e monumentos
arqueológicos, históricos e culturais da comunidade, as relações de
dependência entre a sociedade local, os recursos ambientais e a
potencial utilização futura desses recursos.

O diagnóstico do solo compreende o estudo do tipo de solo, mas também das
prováveis coberturas do solo em diversas dinâmicas territoriais. Uma aplicação rural
para o diagnóstico de solos poderia ser a identificação dos nutrientes disponíveis e
isso, obviamente, implicaria no uso de agroquímicos que podem alterar a qualidade
da água. Por outro lado, uma análise urbana poderia nos dar informações da
permeabilidade de água em uma região e, portanto, do potencial de infiltração e
também do escoamento superficial da água.
O diagnóstico da água pode ter diferentes abordagens, desde um
levantamento acerca dos serviços de água e esgoto de uma região, até mesmo um
levantamento mais completo dos usos consuntivos (com redução de volume em seu
retorno ao meio ambiente) e não consuntivos demandados por diferentes grupos em
uma bacia hidrográfica.
No Brasil, há uma referência da Agência Nacional de Águas
(ANA), desde 2009, que recebe o nome de Conjunturas e tem como objetivo o
acompanhamento sistemático da situação dos recursos hídricos em toda a extensão
territorial, apresentando um conjunto de indicadores e estatísticas sobre a água, seus
usos e sua gestão (ANA, 2020).
O diagnóstico físico-conservacionista visa justamente à mensuração de
impactos ambientais e de práticas de conservação ou de degradação existentes em
uma bacia. Esse diagnóstico propõe modelos de ocupação englobando alternativas
de uso dos recursos naturais e tradicionalmente é uma metodologia que considera
quatro grandes fatores potenciais naturais de degradação física: vegetação, clima,
característica geológica-pedológicas e geomorfológicas (MORAIS, 2018, p. ???).
O diagnóstico da vegetação e da fauna propicia o levantamento por meio de
técnicas de campo e laboratório para coleta e identificação de elementos vegetais
e animais em um determinado ambiente. O período de amostragem deve ser
suficiente para que diferentes grupos e interações possam ser coletados, e esse
período deve ser respeitado de acordo com as definições de cada órgão
regulatório.

Quando pensamos em executar um planejamento em nível de bacia
hidrográfica torna-se imprescindível fazermos um levantamento dos diferentes
aspectos existentes em termos de recursos naturais, mas considerando também as
dinâmicas socioeconômicas e temporais existentes.
https://bit.ly/3AYI5m2

FIXANDO O CONTEÚDO
1. (ANA – Adaptada). Leia a citação a seguir:
“A água se move continuamente entre a biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera
da Terra; esse ciclo da água é chamado de ciclo hidrológico. O ciclo hidrológico
envolve armazenamento e fluxos. As formas de reservação incluem vários
reservatórios físicos tais como atmosfera, oceanos, lagos, rios, solos, geleiras e
lençóis freáticos. No entanto, a quantidade de água total permanece constante.”

Fonte: Traduzido de OSMAN, K. T. Soils: principles, properties and management. London: Springer,
2013. p. 67

Por meio do balanço hídrico anual estimado em uma bacia hidrográfica que
possui longas séries de dados de precipitações e vazões anuais, pode-se:

a) Estimar a evapotranspiração real anual média da bacia.
b) Preencher um dado não observado de vazão mensal para um rio.
c) Estimar a potencialidade de produção de água subterrânea da bacia.
d) Prever as vazões e precipitações anuais nos anos seguintes à série histórica.
e) Estimar o volume de água infiltrado e armazenado no aquífero subterrâneo em um
dado ano.

2. (UFSC/UFFS- Adaptada). Leia o excerto:
“As preocupações com o uso da água aumentam a cada dia, porque a
demanda por água cresce à medida que a população cresce e as aspirações
individuais aumentam. Enquanto as demandas crescem, o volume de água doce
na superfície da Terra é relativamente fixo. Isso faz com que certas regiões já
enfrentem situação de escassez.”

Fonte: COLLISCHONN, W.; DORNELLES, F. Hidrologia para Engenharia e Ciências Ambientais. Porto
Alegre: Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 2013. p. 13

Com relação às prioridades científicas em Hidrologia, identifique se são
verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmativas a seguir:

I. É importante identificar os efeitos hidrológicos devido a atividades humanas.
II. Torna-se viável a obtenção de conhecimento a nível global do armazenamento e
fluxos de água e/ou energia.
III. Pode ser considerada a interação entre superfície e biosfera: a interação entre as
variáveis climáticas e as superficiais.
IV. A escala dos processos dinâmicos é um ponto de atenção: a dificuldade de
transferência entre processos que ocorrem em diferentes escalas.
V. Quanto aos componentes químicos e biológicos do ciclo hidrológico: requerem o
melhor conhecimento dos processos industriais adotados nas bacias hidrográficas.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA, de cima para baixo.

a) V – V – F – F – F
b) F – F – V – F – V
c) V – V – F – V – F
d) F – V – F – V – F
e) V – V – F – F – V

3. (METROCAPITAL – Adaptado). A morfologia dos rios influencia os padrões de
inundação, as taxas de erosão, o escoamento dos rios, o movimento e a
deposição de sedimentos.

Em relação ao escoamento das águas superficiais, analise os itens a seguir:

I. A área de terra que drena todos os cursos d’água e as precipitações para
uma saída comum recebe o nome de bacia hidrográfica.
II. Os rios realizam tanto o transporte dos sedimentos erodidos dos planaltos e
depressões como os processos de sedimentação nas planícies.
III. Os compartimentos do relevo estabelecem os vetores de escoamento da
precipitação, transportando as águas superficiais para os cursos d’água.

É correto o que se afirma somente em:

a) I e III.

b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I, II e III.

4. (CEMIG – Adaptado). O coeficiente de compacidade é um dos fatores
empregados para inferir sobre a forma de uma bacia hidrográfica. Este índice
relaciona formas geométricas conhecidas à bacia hidrográfica.

Sobre o coeficiente de compacidade, avalie as afirmações a seguir:

I. Quanto mais irregular uma bacia, maior será o valor do coeficiente de
compacidade.
II. O valor calculado depende da área considerada e do formato da bacia
hidrográfica.
III. O coeficiente de compacidade de uma bacia é a relação entre a largura média
da bacia e seu comprimento axial.

É correto o que se afirma somente em:

a) I e III.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I, II e III.

5. (UFG – Adaptado). O tempo de concentração é um parâmetro muito importante
relacionado com as bacias hidrográficas devido ao seu valor implicar
diretamente na propagação de cheias.

Neste sentido, o tempo de concentração de uma bacia pode ser definido como:

a) O tempo necessário para o hidrograma atingir a vazão máxima, considerando
uma precipitação de curta duração.

b) O tempo diretamente proporcional à declividade média do curso d'água
principal da bacia.
c) O tempo inversamente proporcional ao comprimento do curso principal na
bacia.
d) O tempo mais longo que uma partícula de água leva entre o início da
precipitação e sua saída pelo exutório da bacia.
e) O tempo necessário para que a vazão de um rio seja igualada ou superada.

6. (COPEL – Adaptado). A bacia hidrográfica é delimitada por dois tipos de linhas de
separação de águas, uma topográfica e outra freática.

Com relação a esse assunto, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras
(V) ou falsas (F):

( ) A linha de separação freática é, em geral, determinada pela estrutura geológica
dos terrenos.
( ) Quanto mais alto estiver o nível do lençol freático, mais distantes entre si estarão
as linhas de separação.
( ) A percentagem da precipitação que escoa para as bacias adjacentes é tanto
maior quanto maior for a área da bacia hidrográfica.
( ) Em bacias grandes, o escoamento entre bacias devido à não coincidência das
linhas de separação pode ser um fator importante a considerar, principalmente
em áreas com depósitos geológicos muito impermeáveis.

Assinale a alternativa com a ordem correta.

a) V – V – V – F.
b) V – F – F – F.
c) V – F – V – V.
d) F – F – V – V.
e) F – V – F – V.

7. (ANA – Adaptada). Os Comitês de Bacia Hidrográfica são parte do Sistema
Nacional de Gestão dos Recursos Hídricos. Conhecidos como “Parlamento das

Águas”, trata-se de um espaço em que representantes da comunidade discutem
e deliberam sobre a gestão dos recursos hídricos juntamente com o poder
público.

Assim, a gestão por bacia
hidrográfica é o recorte territorial hoje utilizado pelo
sistema de gestão de recursos hídricos porque:

a) Os infratores são facilmente localizáveis.
b) Os sistemas administrativos também estão assim planejados.
c) É a forma mais objetiva de gerir as águas superficiais e subterrâneas, já que o limite
dos sistemas é o mesmo.
d) Permite criar formas de eliminar o risco de não atendimento aos múltiplos usuários
do sistema.
e) Vai ao encontro dos princípios da gestão integrada de recursos hídricos
internacional, uma vez que é um conceito multidisciplinar.

8. (EPE – Adaptada). A gestão integrada dos recursos hídricos nos permite garantir a
disponibilidade hídrica a múltiplos usos concorrentes em uma mesma bacia
hidrográfica. Constitui uma desvantagem da adoção do uso múltiplo integrado
dos recursos hídricos em uma bacia hidrográfica a(o):

a) Existência de períodos em que o sistema de suprimento trabalha com folga.
b) Necessidade de aguardar o retorno da água de um uso não consuntivo para
realização de uso alternativo.
c) Ocorrência de economias de escala captadas na implantação do sistema.
d) Compartilhamento de custos de investimento, operação e manutenção por
todos os usuários que utilizam o sistema.
e) Estabelecimento de regras operacionais complexas para a apropriação de água
de forma harmônica.

PRECIPITAÇÃO, EVAPORAÇÃO E
EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Como já vimos, as variações climáticas e sazonais que podem ser mensuradas
em todo o território brasileiro, considerando a extensão continentais do país, somam-
se constituindo um condicionante à disponibilidade hídrica de relevante importância
(TUCCI; HESPANHOL; CORDEIRO NETTO, 2001). Para entender tais variabilidades,
iremos estudar como fatores fisiográficos e climáticos podem interferir na principal
entrada do ciclo d’água em uma bacia hidrográfica: a precipitação.

2.1 FORMAÇÃO DE PRECIPITAÇÕES
É comum que consideremos a fase atmosférica do ciclo hidrológico como
responsável pela distribuição da água em termos globais (COLLISCHONN;
DORNELLES, 2013) e, de certa forma, a presença do vapor d’água na atmosfera é
afetada, mas também é regida pela radiação solar.
A atmosfera é composta por uma variedade de gases, sendo predominante
o nitrogênio, o oxigênio e, em menor porcentagem, o vapor d’água. Collischonn e
Dornelles (2013) enfatizam ainda que a maior parte do vapor de água está
localizado na camada mais próxima à superfície, a troposfera, sendo que a
temperatura é maior quando mais próximo ao nível do mar e menor na porção
superior da camada.
Pela teoria dos gases, sabemos que a saturação do vapor d’água varia com
a temperatura do meio. Quando temos 100% de umidade de ar, sabemos que a
massa de ar está saturada e, no geral, a umidade relativa (UR) em porcentagem (%)
é expressa em termos do conteúdo de vapor (𝑤) e do conteúdo de vapor no ponto
de saturação (𝑤𝑠) ou ainda em função da pressão parcial do valor (𝑒) e da pressão
de saturação do vapor no ar (𝑒𝑠), como podemos observar na Eq. (7)
(COLLISCHONN; DORNELLES, 2013):
𝑈𝑅 =
𝑤
𝑤𝑠
× 100 =
𝑒
𝑒𝑠
× 100 (7)
UNIDADE
02

Vale ressaltar que o ponto de orvalho é a temperatura em que o ar é resfriado
até o ponto de saturação de vapor, formando as gotículas sobre a superfície que
podemos observar ao amanhecer. A Figura apresenta o ponto de saturação, cujo
processo de resfriamento é mostrado pelo segmento de linha horizontal AC̅̅̅̅ .

Figura 10: Gráfico esquemático com a curva de umidade de saturação e os pontos de
pressão em aproximadamente 2 KPa (ponto A), na condição de saturação do ar (ponto B)
mantendo a temperatura e o ponto de orvalho (ponto C), mantendo a pressão, mas
diminuindo a temperatura

Fonte: Adaptada de Collischonn e Dornelles (2013 p. 37)

https://bit.ly/3KwZgy9
https://bit.ly/3cyBCVC

A precipitação é o principal mecanismo de liberação da água da atmosfera.
A precipitação assume várias formas, a mais comum das quais, em climas
subtropicais e tropicais, é a chuva. Raghunath (2006, p. ???) descreve que a
precipitação pode ser de quatro tipos básicos:
 Precipitação convectiva ou por convecção térmica – Este tipo de
precipitação ocorre na forma de tempestades com redemoinhos locais e é
típico dos trópicos. O ar próximo à terra quente fica aquecido e sobe devido
à sua baixa densidade, esfria adiabaticamente, que finalmente explode em
uma tempestade de trovões. Quando acompanhados por ventos destrutivos,
são chamados de tornados;
 Precipitação frontal – Quando duas massas de ar devido a temperaturas e
densidades contrastantes se chocam, a condensação e a precipitação
ocorrem na superfície de contato. Se uma massa de ar frio expulsa uma
massa de ar quente, é chamada de "frente fria" e se uma massa de ar quente
substitui a massa de ar frio em retirada, é chamada de "frente quente";
 Precipitação orográfica ou de relevo – A elevação mecânica do ar úmido
sobre as barreiras de uma montanha causa forte precipitação no lado
“voltado para o vento”;
 Precipitação ciclônica – Este tipo de precipitação ocorre devido à elevação
do ar úmido convergindo para um cinturão de baixa pressão, ou seja, devido
às diferenças de pressão criadas pelo aquecimento desigual da superfície da
terra. Os ventos são direcionados em espiral para dentro no sentido anti-
horário no hemisfério norte e no sentido horário no hemisfério sul. Existem dois
tipos principais de ciclones: ciclones tropicais (também chamados de
furacões ou tufões) de diâmetro comparativamente pequeno de 300-1.500
km causando alta velocidade do vento e forte precipitação, e o ciclone
extratropical de grande diâmetro de até 3.000 km causando ampla
disseminação de precipitação de tipo frontal.

2.2 MEDIDAS PLUVIOMÉTRICAS E A VARIABILIDADE DAS PRECIPITAÇÕES
A precipitação pode ser medida por uma rede de pluviômetros que podem
ser do tipo sem registro ou com registro. Além disso, a aplicação de radares no estudo
da chuva, ou seja, a extensão da área, orientação e movimento da precipitação,
tem se tornado mais comum e é de grande utilidade para estudos mais complexos.
Os sinais de radar refletidos pela chuva são úteis para determinar a magnitude
da precipitação de tempestades e sua distribuição de área. Vale destacar que este
método é geralmente usado para complementar os dados obtidos a partir de uma
rede de pluviômetros (RAGHUNATH, 2006).
Para estimar chuvas de projeto, métodos de análise de frequência regional
são geralmente usados para facilitar a estimativa de quantis de chuva para qualquer
local em uma região, reunindo dados incluindo do local do entorno que está sendo
analisado. Eslamian (2014) explica que para um local do qual não temos informação,
há métodos que podem estimar chuvas de projeto usando relações regionais entre
os parâmetros de uma distribuição de probabilidade e características climáticas ou
fisiográficas do local (por exemplo, média precipitação anual, distância do mar etc.).
De forma geral, a análise de frequência regional usada na estimativa de

chuva visa extrair as melhores e mais úteis informações de dados em todos os locais
medidos dentro de uma região. Ao reunir os dados, as informações úteis são
coletadas excluindo o ruído de base, adotando um teste estatístico de
homogeneidade, que muitas vezes identifica locais discordantes e os exclui da região
(outliers).
Para a situação ideal, os dados de uma região homogênea são considerados
provenientes de uma única população (mesma distribuição) e são assumidos como
distribuídos de forma idêntica. Para dados do mundo real, essa suposição nem
sempre é válida e, portanto,
os dados de locais diferentes exibem graus de
heterogeneidade distintos.
As influências meteorológicas em larga escala derivam de fenômenos globais,
como as condições do El Niño (ESLAMIAN, 2014). Por outro lado, as influências em
menor escala são responsáveis pelo alto grau de correlação entre os dados das
estações mais próximas. Além disso, as influências relacionadas à dependência
espacial incluem a topografia (relevo) e a localização geográfica.
Em uma análise de um único local, as curvas de frequência derivadas de uma
abordagem não paramétrica geralmente enfrentam problemas com extrapolação,
que é um resquício dos procedimentos de ajuste local usados. No entanto, no
agrupamento de dados de vários sites (ou seja, no caso de regionalização), uma
curva de frequência empírica pode se tornar mais bem definida, especialmente para
os eventos maiores. A abordagem não paramétrica no caso de estimativa de
precipitação de projeto regional pode ser útil na determinação dos eventos maiores.
As abordagens paramétricas se provariam muito úteis na estimativa de eventos
baixos a médios, já que a maioria das informações está sendo inferida do corpo de
os dados.

Figura 11: Aplicação da medição pluviométrica em uma grande área: (a) Mapa climático
do Brasil de acordo com a classificação climática de Köppen e (b) Precipitação acumulada
de um mês (entre 01/05/2017 e 01/06/2017) para o país

Fonte: (a): Disponível em: https://bit.ly/3R5RC0q. Acesso em: 02 abr. 2021. (b) Disponível em:
https://bit.ly/3R1bQbx. Acesso em: 02 abr. 2021.

Agora, vamos estudar um pouco melhor sobre como obter os dados de
precipitação e como aplicá-los com segurança.

https://bit.ly/3R5RC0q
https://bit.ly/3R1bQbx

2.3 COLETA E ANÁLISE DOS DADOS PLUVIOMÉTRICOS
A estimativa da quantidade de precipitação que pode ocorrer em uma
determinada bacia hidrográfica é frequentemente útil no que tange aos estudos
hidrológicos. Para a realização da medição da precipitação em campo pode-se
utilizar aparelhos desenvolvidos para esta finalidade, como é o caso dos pluviômetros
que captam e medem a quantidade precipitada em milímetros (ver figura 12a) e os
pluviógrafos responsáveis por registrar a quantidade da precipitação em relação ao
tempo (ver figura 12b).

Figura 12: Medidores de chuva: (a) Pluviômetro; (b) Pluviógrafo

Fonte: (a) Disponível em: https://bit.ly/3CIbZMx. Acesso em: 02 abr. 2021. (b) Disponível em:
https://bit.ly/3croKkd. Acesso em: 02 abr. 2021.

Os pluviômetros realizam medições periódicas, geralmente em intervalos de
24 horas, e segundo Villela; Mattos, (1975, p. ???), as características importantes da
precipitação que estes instrumentos permitem inferir estão relacionadas com:
 Altura pluviométrica: altura da lâmina d’água precipitada (mm);
 Duração: período de tempo calculado do início até o fim da precipitação (h
ou min);
 Intensidade de precipitação: é a relação entre a altura pluviométrica e a
duração da precipitação (mm/h)
A precipitação varia espacialmente, em geral, sendo necessário usar os dados
de vários medidores para estimar a precipitação média para uma área e avaliar sua
confiabilidade (VIESSMAN, 1989, p. ???). No entanto, os medidores podem avariar e
apresentar falhas no monitoramento ou mesmo por descuido do técnico podem
ocorrer erros nas leituras dos dados, comprometendo a completude das séries de
precipitação. De acordo com Villela; Mattos (1975, p. ???), nos estudos hidrológicos,
https://bit.ly/3CIbZMx
https://bit.ly/3croKkd

é imprescindível a utilização de séries de dados de precipitação completas; sendo
assim, as falhas apresentadas devem ser preenchidas. O preenchimento das falhas
pode ser feito por diversos métodos que são encontrados na literatura, como por
meio do cálculo da média aritmética, do cálculo das médias ponderadas, da
regressão linear e de métodos mais complexos, como o uso de redes neurais que
fazem o preenchimento utilizando algoritmos computacionais.
O método da média ponderada é muito empregado e é realizado a partir dos
dados de 3 estações localizadas o mais próximo possível da estação de interesse
(VILLELA; MATTOS, 1975, p. ???). Desta forma, considerando x a estação que se deseja
preencher os dados; N os valores de precipitação normal anual; e A, B e C, as
estações adjacentes, o preenchimento da falha pode ser realizado da seguinte
forma:

𝑃𝑥 =
1
3
∙ (
𝑁𝑥
𝑁𝐴
∙ 𝑃𝐴 +
𝑁𝑥
𝑁𝐵
∙ 𝑃𝐵 +
𝑁𝑥
𝑁𝐶
∙ 𝑃𝐶) (8)

A análise dos dados pluviométricos é importante, pois a tendência dos
registros de precipitação pode se alterar ligeiramente após alguns anos devido a
uma mudança no ambiente de uma estação de monitoramento (RAGHUNATH,
2006). Por exemplo, a construção de um novo edifício ou corte de florestas próximas
ao medidor pode impactar a captura do medidor da precipitação devido à
alteração no padrão de vento.
Os dados de precipitação monitorados podem então ser organizados em
séries que são classificadas, segundo Te Chow (2010), em: série completa; série
parcial; série de totais anuais e série de valores extremos. Uma série completa
consiste em todos os dados originais disponíveis; na série de duração parcial são
selecionados dados de forma que sua magnitude seja maior do que um valor base
predefinido; na série de máximos anual, o valor base é selecionado de forma que o
número de valores na série seja igual ao número de anos do registro; a série de
valores extremos inclui os maiores ou menores valores que ocorrem em cada um dos
intervalos de tempo igualmente longos do registro (TE CHOW (2010, p. ???).
Nesse sentido, para avaliar a homogeneidade dos dados de precipitação
pode ser utilizada a análise de dupla massa, que, segundo Villela; Mattos, (1975),
consiste em construir uma curva dupla acumulativa plotados: a precipitação anual
cumulativa versus os valores cumulativos simultâneos da precipitação média anual

para um grupo de postos vizinhos, para o número de anos de registro (ver figura 13).

Figura 13: Análise de dupla massa

Fonte: Adaptado de Raghunath (2006 p. 26)

No gráfico, o ano em que ocorreu uma mudança no regime (ou ambiente) é
indicado pela mudança na inclinação do gráfico em linha reta. Os registros de
chuva da estação x são ajustados multiplicando-se os valores registrados de chuva
pela razão das inclinações das linhas retas antes e depois da mudança no ambiente
(RAGHUNATH, 2006) a partir da seguinte equação, onde 𝑃𝑥 são os dados observados
a serem corrigidos; 𝑀2 é a declividade da reta no período recente e 𝑀1 é a
declividade da reta após a alteração sofrida.

𝑃𝑥 =
𝑀2
𝑀1
∙ 𝑃𝑥 (9)

Para os projetos de hidrologia e de hidráulica, o conhecimento das
características da precipitação é essencial. Nesse sentido, conhecer a frequência,
ou seja, o número de vezes com que uma determinada precipitação ocorre ou
ocorrerá durante um período de tempo auxilia no desenvolvimento e eficácia de
projetos que visem, por exemplo, o controle de enchentes, avaliação de recarga de

água subterrânea, abastecimento de água, irrigação, drenagem agrícola e
geração de energia e obras hidráulicas. Segundo Sharp; Sawden (2013), a
frequência pode ser definida como o número de vezes, em um determinado período
de tempo, que uma ocorrência especificada é igualada ou excedida, e pode ser
calculada pelas equações (12) e (13):

Frequência Californiana 𝐹 =
𝑚
𝑛
(10)
Frequência de Kimbal 𝐹 =
𝑚
𝑛+1
(11)

onde F = frequência, m = posto e n = número total de anos.
Uma forma de analisar estes dados é através da representação gráfica
baseada na frequência acumulada. A frequência acumulada estima a
probabilidade
de que uma observação seja menor que algum valor de X
(THOMPSON, 2017) , como representada na figura 14.

Figura 14: Análise de dupla massa

Fonte: Adaptado de Thompson (2017, p. 31)

Para analisar a frequência de ocorrência de um evento é essencial a análise
da distribuição de probabilidade. Para analisar como uma distribuição se ajusta a
um conjunto de observações, pode-se utilizar um papel de probabilidade e
comparar a frequência relativa observada com a frequência relativa teórica
(ESLAMIAN, 2014).
O Tempo de Retorno é outra importante característica da precipitação e está

relacionado com a frequência, sendo o intervalo de tempo médio entre as
ocorrências de um evento hidrológico de determinada ou maior magnitude,
geralmente expresso em anos, e que pode ser expresso pelas seguintes equações:

𝑇 =
1
𝐹
ou 𝑇 =
1
𝑃
(12)

Por exemplo, se em cem anos de registros um evento for igualado ou excedido
em dez ocasiões, a frequência (F) será 1/10 e o tempo de retorno (T) será de 10 anos.
Portanto, uma inundação de 100 anos tem 10% de probabilidade (P) de ocorrer a
cada ano.
A frequência com que eventos específicos ocorreram no passado é uma
informação essencial para que se possa inferir sobre previsões futuras de eventos
hidrológicos. Nesse sentido, segundo Sharp; Sawden (2013), a frequência de
ocorrência de determinado evento, calculada com base nas equações
apresentadas anteriormente, fornece um guia seguro para a probabilidade de
ocorrência de qualquer evento específico no futuro.
Por exemplo, se os próximos cem anos forem estatisticamente idênticos aos
últimos cem, a probabilidade de que o evento de cem anos ocorra em qualquer um
dos próximos cem anos é de 1/100 (SHARP; SAWDEN, 2013). Essa análise é importante
para estimar a probabilidade de risco, ou seja, a probabilidade com que um
determinado evento ocorrerá durante um período de tempo especificado, a qual é
dada pela Equação (13):

R = 1 − (1 − 1/T)N (13)

onde R é a probabilidade de risco de que um evento com um tempo de
retorno T ocorra pelo menos uma vez em um período de N anos sucessivos.
O método de Gumbel-Chow, desenvolvido por Chow (1964), analisa a
probabilidade das máximas intensidades pluviométricas prováveis de acontecer em
um dado período de retorno. O método Gumbel-Chow é dado pelas equações (14)
e (15):

𝑋𝑡 = �̅� +
𝑆𝑥
𝜎𝑛
∙ (𝑦 − 𝑦𝑛) (14)
𝑦 = 𝑙𝑛[−ln (1 − 1/𝑇))] (15)

onde 𝑋𝑡 é a intensidade pluviométrica máxima para o período de retorno (T)
em mm/h; �̅� é a média aritmética das intensidades pluviométricas da série em mm/h;
𝑆𝑥 é o desvio padrão das intensidades pluviométricas da série em mm/h; 𝜎𝑛 é o desvio
padrão da variável reduzida e 𝑦𝑛 é a média da variável reduzida.
A combinação da intensidade da precipitação com a duração e a
frequência de ocorrência é particularmente importante para os cálculos
hidrológicos. A equação que relaciona esses elementos é dada por (16):

𝐼 =
𝑘 ∙ 𝑇𝑚
(𝑡 + 𝑏)𝑛
(16)

onde K, m, b e n são constantes para uma dada bacia hidrográfica; t é o
tempo de duração da precipitação (min).
A determinação da precipitação média da bacia é fundamental para
análises hidrológicas em escala de bacia hidrográfica. De acordo com Thompson
(2017), as três técnicas mais comuns para calcular a média espacial da precipitação
em uma bacia hidrográfica são: a média aritmética, os métodos de Thiessen e o
método das isoietas.

O método de média aritmética (ver figura 15a) consiste em realizar a média
aritmética das precipitações nas estações pluviométricas localizadas na bacia
hidrográfica, através da Equação (17):

�̅� =
∑ 𝑃1
𝑛
(17)
https://bit.ly/3cvXVv7

onde �̅� é a precipitação média da bacia; P é a precipitação em cada
estação de monitoramento e 𝑛 é o número de estações.
Segundo Raghunath (2006), este método é simples e produz boas estimativas
para uma área plana se as estações de monitoramento estiverem uniformemente
distribuídas e se os valores de precipitação não variarem muito.
O método dos polígonos de Thiessen consiste em definir uma área de
influência de cada posto pluviométrico dentro da bacia hidrográfica. De acordo
com Thompson (2017), o método de Thiessen pondera cada valor de precipitação
observado pelo tamanho proporcional do polígono de Thiessen desenhado ao redor
da estação e contido na bacia (figura 15b).

�̅� =
∑ 𝐴1 ∙ 𝑃1
∑ 𝐴1
(18)

onde ∑ 𝐴1 = 𝐴 = área da bacia

De acordo com Te Chow (2010), o método Thiessen é mais preciso do que o
método da média aritmética, porém, uma nova rede de polígonos deve ser
construída cada vez que há uma mudança na localização das estações de
monitoramento ou nas precipitações disponíveis.
O método das isoietas (ver figura 15c) consiste em linhas que unem pontos de
igual precipitação (isoietas) que são desenhadas em um mapa de base adequado
levando em consideração os efeitos orográficos e a morfologia da tempestade
Thompson (2017). Após determinar as isoietas, é possível calcular a precipitação
média na bacia hidrográfica por meio das equações (14) e (15):
�̅� =
∑ 𝐴1−2 ∙ 𝑃1−2
∑ 𝐴1−2
(14)
𝑃1−2 =
𝑃1 + 𝑃2
2
(15)

onde 𝐴1−2 é área entre as duas isoietas sucessivas P1 e P2.

Figura 15: a) Estações utilizadas para a média aritmética, b) Construção dos polígonos de
Thiessen, e c) Isoietas para o método das isoietas

Fonte: Adaptado de Thompson (2017), p. 61.

2.4 PROCESSOS BÁSICOS DE EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Em análises de períodos curtos, a entrada de vapor d'água na atmosfera por
evaporação é contabilizada pelo processo de condensação-precipitação
(ROBINSON; WARD, 2017).
Robinson e Ward (2017) afirmam ainda que, embora o balanço hídrico seja
simples (considerando as entradas e as saídas de água do nosso sistema), a
quantificação de algumas variáveis como a evaporação e a evapotranspiração
tem se mostrado uma tarefa difícil e elusiva, em certo grau, porque os dados são
esparsos e, por vezes, inadequados.
A taxa de evaporação (E) da superfície terrestre é influenciada
essencialmente por aspectos meteorológicos, mas é mediada pelas características
da vegetação, dos tipos de solos (ou cobertura superficial) e limitada pela
quantidade de água disponível (ESLAMIAN, 2014). Os controles meteorológicos sobre
a evaporação são a quantidade de energia disponível (caracterizada pela
radiação líquida), o teor de umidade do ar (a umidade é uma função do teor de
vapor de água e da temperatura do ar) e a taxa de movimento do ar (velocidade
do vento). Eslamian (2014) destaca ainda que o aumento da temperatura pode
resultar em um aumento na evaporação potencial, uma vez que a capacidade de
retenção de água do ar é aumentada. A importância relativa dos diferentes
controles meteorológicos, entretanto, varia geograficamente. Em regiões secas, por
exemplo, a evaporação potencial é impulsionada pela energia e não é limitada
pela umidade atmosférica.
O processo de evapotranspiração (ET) é o somatório da evaporação com a

transpiração das plantas, que compõem a cobertura superficial da nossa área de
estudo. Dependendo dos dados meteorológicos existentes, podemos selecionar
diferentes métodos para estimar a evapotranspiração de referência de uma
cultura/vegetação (ET0), sendo mais comum pela aplicação da equação Penman-
Monteith (16), recomendada pela FAO (ALLEN et al., 1998), e/ou experimentos
utilizando lísimetros e tanques de evaporação
Classe A (Figura 16).

𝐸𝑇0 =
0,408 ∆ (𝑅𝑛−𝐺)+𝛾
900
𝑇+273
𝑢2(𝑒𝑠−𝑒)
∆+𝛾(1+0,34 𝑢2)
(16)

Sendo: Evapotranspiração de referência 𝐸𝑇0 [mm dia-1]; Radiação líquida 𝑅𝑛
na superfície da cultura [MJ m-2 dia-1]; G densidade de fluxo de calor do solo [MJ m-
2 dia-1]; T temperatura média diária do ar a 2 m de altura [℃]; velocidade do vento
𝑢22 a 2 m de altura [m s-1]; pressão de vapor de saturação 𝑒𝑠 [kPa]; a pressão de
vapor real 𝑒 [kPa], um déficit de pressão de vapor de saturação (𝑒𝑠 − 𝑒) [kPa]; Curva
de pressão de vapor de declive ∆ [kPa ℃-1]; 𝛾 constante psicrométrica [kPa ℃-1].

figura 16: Tanque de classe A

Fonte: Disponível em: https://bit.ly/3RmM7dn Acesso em: 02 abr. 2021.

Como instruções gerais, o tanque de evaporação Classe A é circular,
construído com ferro galvanizado, montado em uma plataforma de madeira acima
do nível do solo. O local deve ser preferencialmente de grama, aberto e com livre
circulação do ar. As leituras do tanque são feitas diariamente no início da manhã, ao
mesmo tempo em que a precipitação é mensurada.
https://bit.ly/3RmM7dn

Adicionalmente, os lisímetros podem ser analisados, contendo no seu interior o
solo de interesse e variadas coberturas vegetais. Assim, podemos utilizar esse
dispositivo para medição da quantidade de evapotranspiração real associadas à
diferentes plantas em um tipo de solo específico ou em variando-se o tipo de solo.

https://bit.ly/3AwdHhz
https://bit.ly/3AXQV3l

FIXANDO O CONTEÚDO
1. (COPASA – Adaptada). Todos os processos envolvendo a movimentação da água
na Terra podem ser estimados e contabilizados qualiquantitativamente. Analise as
afirmações sobre processos físicos atuantes em uma bacia hidrográfica e assinale
V para as verdadeiras e F para as falsas.

( ) A curva cota-volume permite estimar o volume de infiltração na equação do
balanço hídrico de reservatórios.
( ) O ponto de orvalho é a temperatura na qual uma parcela de ar atmosférico se
encontra saturada de vapor de água, mantida a pressão parcial desse gás.
( ) O vapor de água é constituído por gotículas de água com 1 a 3 milímetros de
diâmetro.
( ) Em uma frente fria, o ar frio e úmido vindo do Polo Sul se torna instável ao encontrar
uma massa de ar quente vinda do Equador, sofre ascensão e provoca chuvas
frontais.
( ) O ciclo hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada da água entre a
superfície da Terra, incluindo o subsolo e a atmosfera, como consequência da
ação da energia solar, da gravidade e da rotação da Terra.

Agora, assinale a alternativa com a ordem correta:

a) V – V – F – F – V.
b) F – V – F – F – V.
c) V – V – F – V – F.
d) F – F – V – V – F.
e) F – V – V – F – F.

2. (SABESP – Adaptada). As precipitações atmosféricas estão diretamente ligadas ao
escoamento superficial, exercendo importante papel na hidrologia.

As condições climáticas e topográficas dão origem a diferentes tipos de chuvas
característicos, sendo correto afirmar que as chuvas:

a) Frontais ocorrem devido à presença de barreiras montanhosas, que provocam
ascensão das correntes de ar úmido.
b) Orográficas ocorrem devido à ascensão do ar úmido no setor quente de encostas
de duas superfícies frontais.
c) Dos tipos frontais e orográficas atingem pequenas áreas com grande intensidade
e pequena duração.
d) Frontais apresentam pequena duração e grande intensidade, como exemplo, as
chuvas que ocorrem na serra do mar em sp e na serra da capivara no pi.
e) De convecção térmica, causadas por diferenças locais de aquecimento nas
camadas atmosféricas, são de grande intensidade e de pequena duração.

3. (UFSJ – Adaptado). Precipitação é a água proveniente do vapor de água da
atmosfera depositada na superfície terrestre sob qualquer forma, como, por
exemplo: chuva, granizo, neblina, neve, orvalho ou geada.

Analise os tipos de precipitações a seguir.

I. As precipitações convectivas estão associadas com o movimento de massas de
ar de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão.
II. As precipitações ciclônicas são típicas das regiões tropicais. O aquecimento
desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com
densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em
equilíbrio instável.
III. As precipitações orográficas resultam da ascensão mecânica de correntes de ar
úmido horizontal sobre barreiras naturais, tais como as montanhas.

Assinale a alternativa correta.

a) II e III.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I, II e III.

4. (CEMIG – Adaptado). A precipitação é o elemento mais importante do balanço
hídrico e, deste modo, sua estimativa é fundamental para estudos hidrológicos de
bacias hidrográficas. A figura a seguir representa um dos métodos para o cálculo
da média de precipitação de uma bacia.

O método descrito é denominado:

a) Média aritmética.
b) Média ponderada.
c) Método das isoietas.
d) Método de Thiessen.
e) Método de Correlação.

5. (UFPR – Adaptado). Sobre os métodos de cálculo da precipitação média em uma
área, considere as seguintes afirmativas:

I. O método da média aritmética é a forma mais simples e precisa de estimar a
precipitação média em uma bacia hidrográfica.
II. No método dos polígonos de Thiessen é definida a área de influência de cada
posto pluviométrico dentro da bacia hidrográfica.
III. No método das isoietas, depois de escrever os valores de chuva em cada posto,
estes são unidos com linhas retas nas quais se interpolam linearmente os valores
para os quais se pretende traçar as isolinhas.

Assinale a alternativa correta.

a) II e III.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I, II e III.

6. (FGV – Adaptado). Na bacia hidrográfica representada a seguir, os divisores

Selecione a alternativa com a precipitação média sobre a bacia hipotética da
figura, em mm, calculada pelo método de Thiessen.

a) 43.
b) 44.
c) 45.
d) 46.
e) 47.

7. Em uma bacia hidrográfica são disponíveis 6 postos pluviométricas, e cada um
apresenta as seguintes precipitações médias: 20 mm; 22 mm; 16 mm; 19 mm; 22
mm e 15 mm. Com base nestes valores, é possível calcular a precipitação média
desta bacia.
topográficos estão representados nas linhas em negrito e as estrelas indicam os
postos pluviométricos. As precipitações monitoradas nestes postos são: A = 32 mm,
B = 66 mm, C = 32 mm, D = 42 mm, E = 62 mm, F = 38 mm e G = 50 mm:

Considerando essas informações, pode-se afirmar que o valor da precipitação
média da bacia calculado pelo Método da Média Aritmética é igual a:

a) 19.
b) 13.
c) 14.
d) 19,2.
e) 96.

8. (SABESP – Adaptada). Costuma-se denominar evapotranspiração o conjunto de
processos físicos e fisiológicos que provocam a transformação da água
precipitada na superfície terrestre em vapor.

Sobre a natureza dos processos de evapotranspiração, é correto afirmar que:

a) A evapotranspiração está ligada diretamente à umidade relativa do ar
atmosférico, que é regulado pela lei de galton, onde o grau de umidade é
determinado pela multiplicação da pressão do vapor de água no ar atmosférico.
b) A intensidade da evapotranspiração aumenta com o aumento do teor de sal na
água, devido à diminuição da tensão superficial no fluido.
c) Uma grande umidade do ar provoca o fechamento dos poros das folhas,
diminuindo, assim, a intensidade da transpiração nas plantas e aumentando a
evapotranspiração.
d) A perda de água por evapotranspiração é a quantidade evaporada ou
transpirada por unidade de área horizontal durante um

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