Hidrologia aula 06 Infiltração

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Hidrologia 
Prof. Dr. Hugo Mozer Barros Eustáquio 
CENTRO 
UNIVERSITÁRIO FACEX 
Engenharia Civil 
Aula 05: Infiltração. 
I - Conceitos Iniciais 
INFILTRAÇÃO  É o fenômeno de penetração da água nas camadas de solo 
próximas à superfície do terreno, movendo-se para baixo, através de vazios, sob a 
ação da gravidade, até atingir uma camada-suporte, que a retém, formando então a 
água do solo. 
Aula 06 
Fase de intercâmbio – água próxima a superfície do terreno, sujeita a retornar à 
atmosfera por uma ascensão capilar, provocada pela ação da evaporação ou 
absorvida pelas raízes das plantas e em seguida transpirada pelo vegetal. 
FASES DA INFILTRAÇÃO: 
 
a) Fase de intercâmbio; 
b) Fase de descida; 
c) Fase de circulação. 
 
Fase de descida – ocorre o deslocamento vertical da água quando a ação de 
seu próprio peso supera a adesão e a capilaridade. Esse momento ocorre até 
atingir uma camada-suporte de solo impermeável. 
Fase de circulação – Devido ao acúmulo de água, são constituídos os lençóis 
subterrâneos, cujo o movimento se deve também a ação da gravidade, 
obedecendo as leis do escoamento. 
Aula 06 I - Conceitos Iniciais 
Lençol freático, quando a sua 
superfície é livre e está sujeira à 
pressão atmosférica; 
 
Lençol cativo ou confinado, 
quando esta confinado entre duas 
camadas impermeáveis, sendo a 
pressão da superfície superior 
diferente da atmosférica. 
Os dois tipos de lençóis podem ser definidos: 
Nos lençóis freáticos podem ser distinguidas duas zonas. 
Parte superior  Zona de aeração: ocupada pela água de capilaridade formando 
um franja, nela ocorre as fases de intercâmbio e de descida; 
Parte inferior  Zona de Saturação: ocupada pela água do lençol compreendido 
entre a franja e a superfície da camada-suporte impermeável. 
I.1 - Grandezas Características do 
fenômeno 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO; 
-É capacidade máxima de água que um solo, sob uma dada condição, pode 
absorver na unidade de tempo por unidade de área horizontal; 
-A penetração da água no solo, na razão da sua capacidade de infiltração, 
verifica-se somente quando a intensidade da precipitação excede a capacidade 
do solo em absorver a água, isto é, quando a precipitação é excedente; 
- Capacidade de infiltração pode ser expressa em milímetro por hora, milímetros 
por dia ou em metros cúbicos por metro quadrado e por dia. 
Aula 06 I - Conceitos Iniciais 
Área da secção transversal de 
região de infiltração 
DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA DO SOLO ; 
 - Representada por curvas granulométricas; 
 - Diâmetro efetivo, dimensão correspondente a um grão maior que 10% 
dos grâos da amostra em peso, D10; 
 - Coeficiente de uniformidade – relação entre os tamanhos D60 e D10, 
aquele definido da mesma forma que o tamanho efetivo. 
POROSIDADE; 
- Relação entre o volume de vazios de um solo e o seu volume total, 
expressa geralmente em porcentagem. 
Aula 06 
I.1 - Grandezas Características do fenômeno 
VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO; 
Velocidade média de escoamento da água através de um solo 
saturado, determinada pela relação entre a quantidade de água que 
atravessa a unidade de área do material do solo e o tempo. 
SUPRIMENTO ESPECÍFICO; 
É quantidade máxima que pode ser obtida de um solo por drenagem 
natural sob a ação exclusiva da gravidade. Expressa em porcentagem 
de volume do solo. 
 
Aula 06 
I.1 - Grandezas Características do 
fenômeno 
RETENÇÃO ESPECÍFICA ; 
É a quantidade de água que fica no solo por adesão e 
capilaridade, após a drenagem natural. Também expressa em 
porcentagem do volume de solo 
A soma dos valores do suprimento e retenção específicos da como 
resultado a porosidade do solo. 
 
NÍVEIS ESTÁTICOS E DINÂMICOS; 
- Nível estático em um dado ponto, é o nível piezômetro nesse 
ponto em determinado instante, quando o lençol de água não esta 
sob a ação de obras de aproveitamento ou controle de águas. 
- Nível dinâmico é o nível em um ponto, em determinado instante, 
decorrente da atuação daquelas obras. 
TIPO DE SOLO; 
ALTURA DE RETENÇÃO SUPERFICIAL E ESPESSURA DA CAMADA 
SATURADA; 
GRAU DE UMIDADE DO SOLO; 
AÇÃO DA PRECIPITAÇÃO SOBRE O SOLO; 
Compactação da superfície, pela chuva direta e carreamento de 
partículas. 
I.2 – Fatores Intervenientes 
COMPACTAÇÃO DEVIDA AO HOMEM E AOS ANIMAIS; 
MACROESTRUTURA DO TERRENO; 
Escavações de animais ; decomposição das raízes; ação de geadas 
do sol; cultivo da terra. 
COBERTURA VEGETAL; 
TEMPERATURA; 
PRESENÇA DO AR 
I.2 – Fatores Intervenientes 
DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
Baseado na medida direta da precipitação e do escoamento superficial resultante, 
o que possibilita a determinação da curva da capacidade de infiltração em função 
do tempo 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD (Pequenas bacias) 
Estudado para bacias de pequeno porte. 
Sejam três precipitações A, B e C que ocorrem em sucessão na bacia. As suas 
alturas pluviométricas h1, h2 e h3 foram determinadas por um pluviógrafo. 
Ao mesmo tempo, em um posto fluviométrico, determinaram-se os deflúvios 
correspondentes, representados pelas curvas D, E e F. Quando expressos em na 
mesma unidade das alturas pluviométricas, milímetros, tem os valores a1, a2 e a3. 
As diferenças h1 – a1, h2 – a2 e h3 – a3 ; representam com aproximação 
a infiltração; 
Na verdade elas também incluem também a água interceptada e retida 
nas depressões 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD (Pequenas bacias) 
O início da infiltração ocorre quando começa a precipitação excedente e 
permanece por algum tempo; 
Quando cessa a precipitação a infiltração tem lugar sobre toda a área da bacia e 
a medida que o tempo decorre, área vai diminuindo até que cessando o 
escoamento da água por todo o terreno, cessa também a infiltração; 
De acordo com o método: A duração da infiltração é o intervalo de tempo desde 
o inicio de escoamento superficial até o término da precipitação excedente, 
somado a um terço de período compreendido entre o fim da precipitação e o 
escoamento superficial. 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD (Pequenas bacias) 
Para determinar a taxa de infiltração, as diferenças deve ser divididas pelo intervalo 
de tempo médio durante o qual a precipitação se verifica, com essa taxa por toda a 
bacia. 
A capacidade de infiltração deve considerar as taxas encontradas e a área 
destinada para o deslocamento vertical. 
h1 – a1 
 t1 
f1 = 
h2 – a2 
 t2 
f2 = 
h3 – a3 
 t3 
f3 = 
Locando-se cada um 
desses valores f obtém a 
curva capacidade de 
infiltração em função do 
tempo 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD 
Horton observou que essa curva tende para um valor constante após um período 
de 1 a 3 hora, podendo ser representada pela equação: 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD 
MÉTODOS DE HORNER E LLOYD 
EXERCÍCIO 1 
I.3 - DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
INFILTRÔMETOS 
Aparelhos para determinação direta da capacidade de infiltração locas dos solos; 
a) Por aplicação de água por inundação; 
b) Por aplicação da água por aspersão ou simuladores de chuvas; 
https://www.youtube.com/watch?v=RDNv8uNZ868 
https://www.youtube.com/watch?v=5i-7jVxtteY 
https://www.youtube.com/watch?v=WCdRZBJMzAA 
https://www.youtube.com/watch?v=CEOyC_tGH64 
https://www.youtube.com/watch?v=60_ARn6IEcs 
INFILTRÔMETOS 
I.3 - DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
CONCEITOS TEÓRICOS IMPORTANTES 
I.3 - DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
INFILTRÔMETOS 
I.3 - DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
INFILTRÔMETOS 
Aparelhos paradeterminação direta da capacidade de infiltração locas dos solos; 
https://www.youtube.com/watch?v=RDNv8uNZ868 
O teste termina quando a taxa de infiltração (TI) permanecer constante. 
Assim é atingida a velocidade de infiltração básica. 
 
Na prática, considera-se que isto ocorra quando TI variar menos que 10% no 
período de 1 (uma) hora. 
 
Neste momento, considera-se que o solo atingiu a chamada taxa de infiltração 
estável. 
I.3 - DETERMINAÇÃO DA 
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO 
EXERCÍCIO 2 
Referências 
 
SOUZA PINTO, N. L.; HOLTZ, A. C. T.; MARTINS, J. A.; GOMIDE, F. L. S. 
Hidrologia básica. 11. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2008. 
 
GRIBBIN, J. Introdução à hidráulica, hidrologia e gestão de águas pluviais. 
Tradução da 4ª Edição. Cengage Learning, 2015. 
 
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