hidrologia 05 infiltracao rev a

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Hidrologia: Infiltração
Universidade Metodista de Piracicaba
FEAU – Engenharia Civil
19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 1
Infiltração: definição
• Fenômeno de penetração da água nas camadas do
solo próximas à superfície do terreno.
• 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.
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Infiltração: fases
• São fases da infiltração:
• o intercâmbio ‐ ocorre na camada superficial onde as
partículas de água estão sujeitas a retornar à
atmosfera por aspiração capilar, provocada pela ação
da evaporação ou absorvida pelas raízes das plantas;
• a descida ‐ dá‐se o deslocamento vertical da água
quando o peso próprio supera a adesão e a
capilaridade;
• a circulação ‐ devido ao acúmulo da água, o solo fica
saturado formando‐se os lençóis subterrâneos. A água
escoa devido à declividade das camadas
impermeáveis.
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Infiltração: grandezas
• São grandezas características da infiltração:
• Capacidade de infiltração (fp): quantidade máxima de
água que um solo pode absorver, por tempo e área
horizontal. Varia no decorrer da chuva e, enquanto for
maior do que a intensidade da precipitação, não
haverá escoamento superficial;
• Velocidade de filtração: velocidade média do
escoamento 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.
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Infiltração: grandezas (continuação)
• São grandezas características da infiltração (cont.):
• Variações da capacidade de infiltração: dependem da
área geográfica; do decorrer do tempo; de fatores
naturais (vegetais, animais, climáticos, etc.) e
antrópicos (alterações superficiais, desmatamento,
uso do solo, etc.);
• Distribuição granulométrica: é a distribuição das
partículas constituintes do solo em função das suas
dimensões, representada pela curva de distribuição
granulométrica.
• Porosidade: é a relação entre o volume de vazios e
volume total, expressa em porcentagem.
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Infiltração: fatores
• São fatores que afetam a infiltração:
• Tipo do solo: porosidade; tamanho das partículas;
estado de fissuração das rochas;
• Umidade do solo: solo úmido possui infiltração menor
do que solo seco;
• Precipitação: infiltração em regiões com vegetação é
maior que nos solos desprovidos da mesma;
• Temperatura: maior a temperatura, maior a infiltração
de água devido a redução da viscosidade da água;
• Compactação devida à ação antrópica e ao pisoteio de
animais.
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Infiltração: fatores (continuação)
• São fatores que afetam a infiltração:
• Macroestrutura do terreno: escavações para animais e
insetos; decomposição de raízes; ação da geada e do
sol; aradura e cultivo da terra.
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Infiltração: estimativa
• A quantidade de água infiltrada pode ser estimada
através dos seguintes métodos:
• a) Medição direta da capacidade de infiltração
(infiltrômetros);
• ‐ são
• equipamentos constituídos de dois anéis
concêntricos de chapa metálica, com
• diâmetros variando entre 16 e 40 cm, que são
cravados verticalmente no solo de
• modo a restar uma pequena altura livre sobre este.
Aplica‐se água em ambos os
• cilindros mantendo uma lâmina líquida de 1 a 5 cm,19/09/2016 UNIMEP – FEAU – Eng. Civil 8
Infiltração: estimativa (continuação)
• Método direto da capacidade de infiltração
(infiltrômetros):
• equipamentos constituídos de dois anéis concêntricos,
com diâmetros entre 16 e 40 cm, cravados
verticalmente no solo de modo a restar uma pequena
altura livre sobre este;
• aplica‐se água em ambos os cilindros mantendo uma
lâmina líquida de 1 a 5 cm, medindo‐se o volume a
intervalor fixos de tempo no cilindro interno;
• A finalidade do cilindro externo é manter
verticalmente o fluxo de água do cilindro interno,
onde é feita a medição da capacidade de campo
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Infiltração: estimativa (continuação)
• Método direto da capacidade de infiltração
(infiltrômetros) (continuação):
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Infiltração: estimativa (continuação)
• Método de Horton:
• A infiltração ‘f’ pode ser estimada em função da:
capacidade de infiltração inicial ‘f0’ em mm/h; da
capacidade de infiltração final ‘fc’ em mm/h; da
constante ‘k’ para cada curva em t‐1; e da capacidade
de infiltração ‘f’ para o tempo ‘t’ em mm/h:
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  tkcc ffff  exp0
Infiltração: estimativa (continuação)
• Método do Soil Conservation Service:
• A infiltração ‘f’ é determinada indiretamente através
do: escoamento superficial direto ‘Pe’ em mm;
precipitação ‘P’ em mm; retenção potencial do solo ‘S’
em mm (depende do tipo de solo); o termo 0,2 S é
uma estimativa para as perdas iniciais devido
interceptação e retenção da precipitação:
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 
  SPSP
SPPe 
 2,0 para 
8,0
2,0 2
25425400 
CN
S