Inflitração - metodo de Horton ex cap 5

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TRABALHO 2 - EXERCÍCIOS - CAP. 5
2. Que fatores afetam a capacidade de infiltração de um solo?
São vários os fatores que exercem influência na infiltração da água em um solo. Listam-se a seguir cada um deles.
a) Tipo de solo: A capacidade de infiltração varia diretamente com a porosidade do solo, com o tamanho das partículas do solo (distribuição granulométrica) e o estado de fissuração das rochas.
b) Grau de umidade do solo: O solo no estado seco tem maior capacidade de infiltração, pelo fato de que à ação gravitacional se somam as forças capilares. De outro modo, quanto maior for a umidade do solo, menor será a capacidade de infiltração.
c) Compactação pela ação de homens e animais: A compactação da superfície do solo o torna mais impermeável, diminuindo a capacidade de infiltração.
d) Ação da precipitação sobre o solo: A ação da chuva sobre o solo tende a diminuir a capacidade de infiltração, pelo efeito da compactação da superfície do terreno, do transporte de material fino que diminui a porosidade junto à superfície e do aumento das partículas coloidais, que diminui os espaços intergranulares.
e) Alteração da macroestrutura do terreno: A capacidade de infiltração pode ser aumentada pela alteração da macroestrutura do solo devido a fenômenos naturais, como escavações de animais, decomposição de raízes de plantas e ação do sol, e também devido a ação do homem no cultivo da terra (aração).
f) Cobertura Vegetal: A presença da cobertura vegetal tende a aumentar a capacidade de infiltração do solo, pois atenua a ação da chuva e facilita a atividade de insetos e outros animais no processo de escavação. Ainda, por dificultar o escoamento superficial e por retirar a umidade do solo, possibilita a ocorrência de maiores valores da capacidade de infiltração.
g) Temperatura do solo: A infiltração é um fenômeno de fluxo de água no solo. Assim, sua medida (através da capacidade de infiltração) depende da temperatura da água, da qual depende a sua viscosidade. Menores temperaturas provocam o aumento da viscosidade, reduzindo f.
h) Presença de ar: O ar retido temporariamente nos espaços intergranulares retarda a infiltração da água.
4. Durante um certo ano, os seguintes dados hidrológicos foram coletados numa baciahidrográfica de 350km2 de área de drenagem: precipitação total de 850mm, evapotranspiração total de 420mm e escoamento superficial de 225mm. Calcule o volume de infiltração, em metros cúbicos, desprezando as variações no armazenamento superficial da água.
Precipitação = Infiltração + Evapotranspiração + Esc. Superficial
850 = I + 420 + 225 I = 205mm = 0,205m
Vol = A.I = 350.106.0,205 = 71,75 m3
5. Considere os dados da tabela abaixo. Com base nestes, ajustar a equação de Horton.
i = 38mm/h = 3,80mm em 6 min f0 = 38m/h
Encontrando fc:
	t(min)
	h(mm)
	h(mm) infiltrado em cada t
	f(mm/h)
	f ajustado (mm/h)
	6
	3,8
	3,8
	38
	40,05
	10
	6,14
	2,34
	35,1
	34,27
	14
	8,07
	1,93
	28,95
	29,74
	18
	9,9
	1,83
	27,45
	26,76
	22
	11,54
	1,64
	24,6
	24,59
	26
	13,01
	1,47
	22,05
	22,92
	30
	14,43
	1,42
	21,3
	21,58
	34
	15,76
	1,33
	19,95
	20,47
	38
	17,08
	1,32
	19,8
	19,53
	42
	18,38
	1,3
	19,5
	18,73
Pega-se o f mínimo da curva(Potência) de f ajustado fc = 18,73
Encontrando K:
f = fc + (f0 - fc).e(-k t) log((f-fc)/(f0-fc)) = -K . t . log(e) (1)
	f (mm/h)
	y=(f-fc)/(f0-fc)
	t(min)
	38,00
	1,00
	6
	35,10
	0,85
	10
	28,95
	0,53
	14
	27,45
	0,45
	18
	24,60
	0,30
	22
	22,05
	0,17
	26
	21,30
	0,13
	30
	19,95
	0,06
	34
	19,80
	0,06
	38
	19,50
	0,04
	42
- para t = 10min y1 = (f-fC)/(f0-fC) = 0,816, e
- para t = 30min y2 = (f-fC)/(f0-fC) = 0,122
De (1),
ln 0,816 = -k.10.loge
ln 0,122 = -k.30.loge
donde, ln (0,816/0,122) = -k.(30-10) k = 0,095min-1 = 5,701h-1.
Portanto:
f=18,73+(38,00-18,73).e(-5,701.t)
6. A capacidade de infiltração de uma pequena área de solo no início de uma chuva era de 4,5mm/h, e decresceu exponencialmente, seguindo a lei de Horton, até praticamente atingir o equilíbrio no valor de 0,5mm/h depois de 10h. Sabendo-se que um total de 30mm de água infiltrou-se durante o intervalo de 10h, estimar o valor do parâmetro k de Horton.
F(t)=fc,t+(f0-fc).(1-e-k.t)/k 30=0,5.10+(4,5-0,5).(1- e-k.10)/k k = 0,103
7. Para o estudo da infiltração em um solo foi realizado um experimento em que se utilizou de um simulador de chuva em uma área retangular de 4m x 12,5m. A duração desta chuva foi tal que gerou um escoamento superficial praticamente constante de 0,5l/s. Sabendo-se que a intensidade da chuva artificial era de 50mm/h, pede-se:
a) o escoamento superficial, em mm/h, e a capacidade de infiltração mínima encontrada no experimento;
QEsup=0,5l/s
i=50mm/h
Esup=0,0005/(12,5*4) = 0,00001m/s = 36 mm/h
fc= 50-36 = 14mm/h
b) o valor da constante de Horton, considerando que 10 horas após o início da produção do escoamento superficial a capacidade de infiltração era de 27,2mm/h.
f = fc + (f0 - fc).e(-k t) 27,2 = 14+ (50-14).e(-k10) k=0,1h-1