A hidrologia da água superficial inclui o estudo da movimentação da água na superfície da terra e sua distribuição no espaço e no tempo. Águas superficiais encontram-se em canais (córregos e rios), corpos de água (lagos e reservatórios) e como escoamento (na superfície da terra fora do canal definido, normalmente depois de um evento pluviométrico). Os córregos nascem de uma fonte, tal como uma nascente ou exsurgência de água, deslizam no declive e se juntam a outros córregos, transformando-se num rio. Bacias de drenagem, também chamadas bacias hidrográficas, incluem todo o terreno, cuja água vaza em direcção a um rio, da sua fonte à foz. (Dunne e Leopold 1978). Um fluxo excessivodevido a um aumento da precipitação, ao derretimento de neve, ou à libertação de água dos reservatórios, pode provocar que o rio exceda às suas margens e encha as áreas de inundação. Este processo é conhecido por inundação ou cheia.
Nos climas áridos e semi-áridos, a variabilidade da quantidade de água e do fluxo (durante cada ano ou entre anos) influenciam grandemente a disponibilidade da água. Esta variabilidade é largamente determinada pelo clima (precipitação e temperatura). Juntamente com características geomorfológicas (topografia, solos, uso do terra), a variabilidade hidrológica afecta o desenvolvimento e o carácter dos sistemas de água superficial, tais com lagos e rios.
O caudal de um rio é o volume de água que atravessa uma dada área por unidade de tempo. A velocidade e o nível da água são normalmente medidos através de estações hidrométricas. O caudal pode ser calculado utilizando a seguinte equação:
Caudal (Q) = Largura do Canal (W) x Profundidade do Canal (D) x Velocidade da Água (V)
Uma vez que o caudal é dinâmico, o qual muda ao longo do tempo dependendo de uma variedade de factores que determinam a quantidade de água existente num canal num determinado momento, é necessário visualizar esta informação num gráfico, chamado hidrograma:
Hidrograma.
Fonte: Pidwirny 2006
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O caudal deste hidrograma demonstrativo pode ser descrito da seguinte maneira:
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Vertente ascendente: partindo de condições normais de fluxo (fluxo de base), o nível e a velocidade do fluxo de água aumentam ligeiramente devido ao aumento na precipitação perto do rio, provocando um pequeno incremento inicial no caudal.
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Crista: à medida que o escoamento da água superficial nas zonas mais próximas passa pelo ponto de medição, acontece o evento principal, caracterizado por um aumento pronunciado do caudal (até o seu máximo).
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Vertente descendente: o caudal diminui novamente quando as águas das partes mais distantes na bacia chegam finalmente ao ponto de medição.
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Retorno ao nível do fluxo de base: finalmente, o fluxo retorna às condições normais.
A forma de um hidrograma é determinada por dois tipos de factores:
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Factores permanentes: características físicas da bacia hidrográfica, tais como a morfologia do leito do rio, o declive, os solos e a vegetação.
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Factores transitórios: elementos variáveis do evento pluviométrico, tais como intensidade e duração da precipitação.
 O Rio Kunene de águas mansas. ( clique para ampliar ) |
 O Rio Kunene durante inundações. ( clique para ampliar ) |
