UFCG / CTRN / PPGECA / AERH
DISCIPLINA: HIDROLOGIA APLICADA
PROFESSOR: CARLOS DE OLIVEIRA GALVÃO
ESCOAMENTO
Superficial – Sub-Superficial - Subterrâneo
Mestranda: Maria Isabel Mota Carneiro
Escoamento

Define-se como o movimento das águas na superfície do
solo, na interface entre a superfície e o interior do solo e
no lençol subterrâneo;

Os escoamentos são governados fundamentalmente pela
ação da gravidade;

O escoamento é caracterizado quantitativamente por
variáveis como a velocidade, a vazão ou lâmina
equivalente;

A estimativa do escoamento é feita por equações de
conservação de massa, energia e quantidade de
movimento.
FASES DO CICLO DE ESCOAMENTO

1ª Fase
 Período de estiagem  vegetação e solo com pouca
umidade;
 Início da precipitação  boa parte da água é
interceptada pela vegetação e a chuva que chega ao chão
é infiltrada no solo;
 Vegetação  parte de água que fica retida é evaporada.

2ª Fase

Continuidade da precipitação  a capacidade de
retenção da vegetação é esgotada, e a água cai sobre o
solo;
Capacidade de infiltração  uma parte da água infiltra
no solo e depois do solo saturado, inicia-se o processo de
esc. superficial;
Água infiltrada no solo  começa a percolar na direção
dos aqüíferos subterrâneos.



3ª Fase

Precipitação acaba  o escoamento superficial diminui
podendo chegar a cessar, a evaporação e a infiltração
continuam a retirar água da vegetação e das poças na
superfície do solo;
Tipos de escoamento:
Rede de Drenagem
A
Qs
Seção do rio
A
Seção AA
Qss
Qb
Q = Qs + Qss + Qb
Qs = escoamento superficial,
Qss = escoamento sub-superficial
Qb = escoamento de base (ou subterrâneo)
Seção do
Riacho
Seção AA
Escoamento Superficial
O escoamento superficial é de grande importância pois
vai definir:
 O volume escoado
 A vazão de enchente (cheia máxima)
Qs
Seção AA
Escoamento Superficial
A geração do Escoamento pode ser pelo excesso de
chuva ou pela chuva sobre um solo saturado.
i, f
i
f
Pe
Excesso que se
converte em
lâmina do
escoamento ou
chuva efetiva
Pe
Ia
Ia = Abstração iniciais
(infiltra na taxa da chuva)
+
Infiltração na Taxa
Potencial
=
t
Volume
Infiltrado
Escoamento Sub-superficial
O escoamento sub-superficial é de grande importância para:
 A umidade da zona radicular;
 O processo de percolação de água para o lençol.
O primeiro está interligado com o processo de
evapotranspiração, enquanto o segundo vai influir na recarga
do lençol subterrâneo.
Qss
Seção AA
Escoamento de Base
O escoamento de base é de grande importância para:
 O armazenamento subterrâneo
 Integração do aqüífero com o rio
O primeiro define o potencial do aqüífero para possível
exploração e o segundo define se o rio é:
 Efêmero
 Intermitente
 Perene
Qb
Seção AA
Classificação do Escoamento
de Base
Efêmero:
P
Qs
Qss
Lençol
O escoamento é efêmero quando o nível do lençol
freático sempre fica abaixo da calha do rio;
O escoamento só acontece após a precipitação e só há
contribuição do escoamento superficial.
Exemplos: os rios de regiões bastante secas, com solo
sem capacidade de armazenamento (solos rochosos,
leitos impermeáveis, etc.)
Intermitente:
P
Qb
Qs
Qss
Lençol
1) chuvoso
2) estiagem
O escoamento é intermitente ocorre logo após as
chuvas, porém nível do lençol freático pode variar
(subindo ou descendo) podendo contribuir para o
escoamento total na seção do rio.
Exemplos: os rios do Nordeste em geral.
Perene:
P
Qs
Qss
Lençol
1) chuvoso
2) estiagem
O escoamento é dito perene quando o nível do lençol
freático fica sempre acima do leito do rio, mesmo
durante o período de estiagem (2).
Exemplos: os grandes rios como Amazonas, Nilo,
Danúbio, Reno, etc.
Fatores que Influenciam o
Escoamento
 Climáticos:

Precipitação
 Fisiográficos:






Área e forma da bacia
Solo (capacidade de infiltração);
Cobertura (vegetação, urbanização);
relevo (declividade);
umidade antecedente;
Obras de utilização e controle (barragens, irrigação).
HIDROGRAMA
 Denomina-se hidrograma o gráfico que relaciona a
vazão no tempo. Em geral Q varia com o tempo.
Qs
Seção do rio
Qss
Qb
Seção do
Riacho
Seção AA
Q = Qs+Qss+Qb
HIDROGRAMA
Tempo (h)
Hietograma da chuva
Qmax = vazão de pico
Q (m3/s)
Hidrograma da cheia
Q(t)
Q(t) = Qs + Qss + Qb
Tempo (h)
t
Características do Hidrograma

Volume do escoamento:
 Área sob o hidrograma

Vazão de pico:
 Vazão máxima observada no hidrograma

Tempo do escoamento:
 Duração do escoamento
CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA
Gi
tc
i = intensidade da chuva
f = capacidade de infiltração
Gi = centro de massa da chuva efetiva
i, f
A – início do escoamento
tp
Q
B – momento do pico do escoamento
C – final do escoamento rápido
Qpico B
Gh = centro de massa do hidrograma
tl = tempo de retardo (lag time)
tm
tp = tempo do pico
tl
A
tb
ti
tc = tempo de concentração
tr
C
Gh
tm = tempo de ascensão
tb = tempo de base = tf - ti
tr = tempo de descida (recessão)
tf
CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA
 Tempo de retardo (tl): tempo entre os centros de massa
da chuva e do hidrograma.
 Tempo de pico (tp): tempo entre o centro de massa da
chuva e o pico do hidrograma.
 Tempo de ascensão (tm): tempo do início da chuva ao pico
do hidrograma.
 Tempo de base (tb): duração do escoamento superficial
direto.
 Tempo de concentração (tc): é o tempo necessário para a
água precipitada no ponto mais distante na bacia,
deslocar-se até a seção principal.
Águas Subterrâneas

Do ponto de vista hidrológico, a água encontrada na zona
saturada do solo, chamada de aqüífero, é dita subterrânea.

Aqüífero: Formação porosa (camada ou estrato) de rocha,
areia capaz de armazenar e transmitir água através dos
poros.

Os aqüíferos têm propriedades ligadas ao armazenamento
de água no solo tais como a porosidade, a condutividade
hidráulica, a umidade, etc.
Lei de Darcy

A Lei de Darcy rege o escoamento da água nos solos
saturados e é representada pela seguinte equação:
V  K 
dh
dx
Onde:
V = velocidade da água através do meio poroso;
K = condutividade hidráulica saturada
dh = variação de Carga Piezométrica
dx = variação de comprimento na direção do fluxo
dh/dx = perda de carga
K
H
Q
L
Q
Conceitos Importantes

Condutividade Hidráulica K  medida da
habilidade de um aqüífero conduzir água através do
meio poroso;
 Na areia a velocidade do fluxo é maior, então K é
maior
 Na argila a velocidade do fluxo é menor, então o K
é menor.

Trasmissividade T  corresponde à quantidade de
água que pode ser transmitida horizontalmente por
toda a espessura saturada do aqüífero;
T=K.b
b
Onde: T é a coeficiente de transmissividade (m2/s)
K é a condutividade hidráulica (m/dia; m/s);
b é a espessura do aqüífero confinado (m).
Tipos de Aqüíferos

Não-Confinado (Freáticos ou Livres): Aqüífero
encerrado apenas por uma formação impermeável na
parte de abaixo. A água num aqüífero livre é também
dita lençol freático..

Confinado (Artesiano ou Cativo): Aqüífero encerrado
entre
formações
impermeáveis
ou
quase
impermeáveis. Ele está sob pressão maior do que a
pressão atmosférica. A água num aqüífero confinado é
também dita lençol artesiano.
Hidráulica de Poços

Poço é uma obra de engenharia regida por norma técnica
destinada a captação de água do aqüífero;

Quando iniciamos o bombeamento de um poço, ocorre um
rebaixamento do nível da água do aqüífero, criando um
gradiente hidráulico (uma diferença de pressão) entre este
local e suas vizinhanças.

Este gradiente provoca o fluxo de água do aqüífero para o
poço, enquanto estiver sendo processado o bombeamento.

Se o bombeamento parar, o nível d’água retorna ao nível
original (recuperação).
Até a próxima aula!
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