Universidade Federal de Campina Grande – UFCG
DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação
Área de concentração: Recursos Hídricos
ESTÁGIO DOCÊNCIA
Disciplina: Hidrologia Aplicada
Separação dos Escoamentos
Precipitação Efetiva
Coeficiente de Escoamento
Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista
Separação do Escoamento
1ª Separação do Escoamento
Seção do rio
Qs
Qss
Qb
Seção do Riacho
Seção AA
Q = Qs + Qss + Qb
B
Qs = escoamento mais rápido
Qss = escoamento mais lento que Qs
Qb = escoamento muito lento
A = início do escoamento
C = fim do escoamento rápico
C
A
ti
tf
tb
t
1ª Separação do Escoamento



A separação do escoamento de base Qb do escoamento superficial +
sub-superficial (Qs+Qss) é realizada a partir da ligação dos pontos A
e C do hidrograma por uma linha reta.
Qs + Qss encontra-se acima da reta AC
Qb encontra-se abaixo da reta AC
Q
Escoamento Superficial + Sub-superficial
C
A
Escoamento de Base
t
ti
tf
tb
1ª Separação do Escoamento
Precipitação
Efetiva (Pe):
i, f
t
Parte da Chuva
que infiltra

Escoamento
Superficial +
Sub-superficial
Q
C
A
Escoamento
de Base
t
ti
tf
tb

A  O ponto A é
caracterizado pelo início
da
ascensão
do
hidrograma;
C  O ponto C é
caracterizado pelo término
do escoamento superficial
+ sub-superficial e pelo
início da recessão, ou pela
mudança de declividade
no hidrograma.
1ª Separação do Escoamento
Q
B
(Qs + Qss) (t)
Q(t)
Qb (t)
A
C
t
t
Q(t)  Vazão total do escoamento para o tempo t;
(Qs+Qss) (t)  Vazão do escoamento superficial + sub-superficial
para o tempo t;
Qb(t)  Vazão do escoamento de base para o tempo t.
2ª Separação do Escoamento

Determina qual o hidrograma do escoamento superficial + subsuperfícial a partir da variação da vazão Qs + Qss ao longo do
tempo.
(Qs
B
+Qss)
A
ti

C
tf
t
A separação do escoamento superficial do escoamento subsuperficial é realizada a partir da ligação dos pontos A e D por uma
linha reta, semelhante a 1ª separação.
2ª Separação do Escoamento
B
Qs + Qss
Escoamento Superficial (Qs)
Escoamento Sub-superficial (Qss)
A
ti
D
C
tf
t
A  O ponto A é caracterizado pelo início da ascensão do
hidrograma;
D  O ponto D é caracterizado pelo término do escoamento
superficial e pelo início da recessão, ou pela mudança de
declividade no hidrograma.
2ª Separação do Escoamento
(Qs+Qss)
B
Qs(t)
(Qs+Qss) (t)
A
Qss(t)
D
C
t
Q(t)  Vazão total do escoamento para o tempo t;
t
Qs(t)  Vazão do escoamento superficial para o tempo t;
Qss(t)  Vazão do escoamento sub-superficial para o tempo t.
Precipitação Efetiva
Precipitação Efetiva (Pe)

Parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial
devida ao excesso de chuva sobre a capacidade de infiltração do
solo:
t
Parte da Chuva
Precipitação que infiltra
i, f
Efetiva (P ):
e

Separando o hidrograma superficial, a precipitação efetiva deve ser
igual ao volume do escoamento superficial dividido pela área da
bacia.
Pe = Ves / Abacia
Precipitação Efetiva (Pe)
Método de Horton
f  fc   f0  fc  ekt
Onde:
f é a capacidade de infiltração no tempo t (mm/h)
f0 é a capacidade de infiltração inicial para t = 0 (mm/h);
fc é a capacidade de infiltração final (mm/h);
k é uma constante para cada curva (h-1);
t é o tempo (h);
i, f
f
i
•
A área sob o gráfico é igual a
Lamina infiltrada em mm
•
A área sobre o gráfico é igual
a precipitação efetiva em mm
Pe
t
Precipitação Efetiva (Pe)
Método CN para cálculo da Chuva Efetiva
Para este método a precipitação efetiva é calculada pela
equação seguinte:
( P  0.2  S ) 2
Pe 
( P  0.8  S )
→ Para P  Ia
Onde:
Pe  Precipitação Efetiva (mm);
P  Precipitação (mm);
S  Capacidade de Armazenamento (mm);
Ia = 0,2 . S  Abstração Inicial.
Precipitação Efetiva (Pe)
Método CN para cálculo da Chuva Efetiva
Este método permite determinar a capacidade de
armazenamento do solo (S) em função do grupo de solo (A,
B, C ou D), da umidade antecedente e do uso do solo pela
equação:
25400
S
 254
CN
Onde:
S  Capacidade de Armazenamento do solo (mm);
CN  Valor da curva número e é função do grupo de solo, umidade
antecedente e uso do solo.
GRUPOS HIDROLÓGICOS DE
SOLOS
Grupo A – Solos arenosos profundos; tem alta capacidade
de infiltração e geram pequenos escoamentos;
Grupo B – Solos franco arenosos pouco profundos; tem
menor capacidade de infiltração e geram
maiores escoamentos do que o solo A;
Grupo C – Solos franco argilosos; tem menor capacidade
de infiltração e geram maiores escoamento do
que A e B.
Grupo D – Solos argilosos expansivos; tem baixa
capacidade de infiltração e geram grandes
escoamentos.
Método da Curva Número (CN)
Valores CN (condição II – 13 mm <P5dias < 53mm):
Uso do solo
Solo lavrado
Plantações regulares
Plantações de cereais
Plantações de
legumes ou cultivados
Superfície
A
B
C
D
Com sulcos retilíneos
77
86
91
94
Em fileiras retas
70
80
87
90
Em curva de nível
67
77
83
87
Terraceado em nível
64
76
84
88
Em fileiras retas
64
76
84
88
Em curva de nível
62
74
82
85
Terraceado em nível
60
71
79
82
Em fileiras retas
62
75
83
87
Em curva de nível
60
72
81
84
Terraceado em nível
57
70
78
89
Pobres
68
79
86
89
Normais
49
69
79
94
Boas
39
61
74
80
Método da Curva Número (CN)
Valores CN (condição II – 13mm <P5dias < 53mm):
Uso do solo
Pastagens
Chácaras
Estradas de Terra
Florestas
Superfície
A
B
C
D
Pobres, em curva de nível
47
67
81
88
Normais, em curva de nível
25
59
75
83
Boas, em curva de nível
6
35
70
79
Esparsas, de baixa transpiração
45
66
77
83
Normais
36
60
73
79
Densas, de alta transpiração
25
55
70
77
Normais
56
75
86
91
Más
72
82
87
89
De superfície dura
74
84
90
92
Muito esparsas, baixa transpiração
56
75
86
91
Esparsas
46
68
78
84
Densas, alta transpiração
26
52
62
69
Normais
36
60
70
76
Método da Curva Número (CN)

Umidade antecedente do solo

Condição I (seca: P5dias < 13 mm)
4,2  CN ( II )
CN ( I ) 
10  0,058 CN ( II )

Condição II (normal: 13 < P5dias < 53 mm)

Condição III (úmida: P5dias > 53 mm)
23 CN ( II )
CN ( III) 
10  0,13 CN ( II )
Coeficiente de Escoamento
Superficial
Coeficiente de Escoamento
Superficial

Coeficiente de escoamento superficial (ou coeficiente de
deflúvio ou coeficiente de “run off”)

É a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume
de água precipitado.
C = Vs / V = (A . Pe) / (A . P)
C = Pe / P

Varia com as características da bacia (bacias impermeáveis geram
maior escoamento superficial relativamente; áreas urbanas: 0,7<C<0,9;
e áreas rurais: 0,1<C<0,3.
Obrigada pela Atenção!
Vamos exercitar?
Exercício
Exercício
1.
Com base nos dados do evento de chuva e cheia na bacia de Umburana (10,7
km2):
a)
Construir o hietograma da chuva
b)
Construir o hidrograma da cheia
c)
Construir o hidrograma superficial + sub-superficial
d)
Construir o hidrograma superficial
e)
Determinar o volume do escoamento superficial;
f)
Determinar a lâmina do escoamento superficial (precipitação
efetiva) pelo hidrograma superficial
g)
Determinar a lâmina e o volume infiltrados pelo hietograma
utilizando a curva de capacidade de infiltração de Horton ajustada
Horário
i (mm/h)
f (mm/h)
7:00
0,00
120,00
7:20
0,25
52,36
Horário
Q (m³/s)
7:40
0,45
27,48
7:00
5,00
8:00
38,17
18,33
7:36
3,00
8:20
35,33
14,96
7:56
2,00
8:40
23,51
13,72
8:30
0,69
9:00
4,70
13,27
9:36
2,02
9:20
0,60
13,10
9:40
5,60
13,04
10:40
17,97
10:00
2,35
13,01
11:00
21,30
10:20
1,18
13,00
12:00
12,89
10:40
10,00
13,00
13:00
4,92
11:00
12,90
13,00
14:00
3,36
11:20
6,60
13,00
15:00
2,58
11:40
1,18
13,00
16:00
2,19
12:00
12,90
13,00
17:00
2,11
12:20
12,40
13,00
18:00
1,91
12:40
9,10
13,00
19:00
1,91
13:00
1,18
13,00
19:15
1,76
13:20
0,00
13,00
Exercício
2.
A partir dos dados da questão anterior, determinar :
a)
A precipitação Efetiva pelo método CN, considerando que a
bacia de Umburana tem CN igual a 98 ;
b)
Calcule o coeficiente de escoamento
precipitação efetiva encontrada a partir do:
c)

Hidrograma superficial;

Método de Horton;

Metodo CN
superficial
coma
Compare a precipitação efetiva encontrada pelos três métodos.
Exercício
3.
Um pequena sub-bacia com apenas de 380 m², tem uma
variação de armazenamento + infiltração de 2 mm e uma
evapotranspiração + intercepção de 3 mm. Para uma
chuva de 10 mm que tenha durado um dia, determine :
a) A lâmina média escoada para esta chuva;
b) A vazão Q (m3/s);
c) A vazão específica q (l/s/m2);
d) O coeficiente de escoamento superficial(C).
Obs.: Usem a equação do balanço hídrico.