Aula3 Infiltração

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INFILTRAÇÃO 
Eng. Walter Corrêa Carvalho Junior, Esp. 
GPA – CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS 
 
 
Conteúdo da Aula 
 Fatores que interferem na infiltração; 
 
 Grandezas Características 
 
 Infiltração 
 Método de Horton 
 Método do Soil Conservacion Service (SCS) 
 
 
2 
• Passagem da água através da superfície do solo, 
ocupando os poros existentes no solo. 
• Importante para: 
– crescimento da vegetação 
– abastecimento dos aquíferos 
(mantém vazão dos rios durante as estiagens) 
– reduzir escoamento superficial, cheias, erosão 
• Todos temos noções qualitativas sobre a capacidade 
de infiltração dos solos 
• O solo arenoso é mais permeável que o solo argiloso 
• Um solo fofo é mais permeável que um solo compactado 
• O afofamento do solo melhora a sua permeabilidade 
Infiltração 
• O solo é uma mistura 
de materiais sólidos, 
líquidos e gasosos. 
• Na mistura também 
encontram-se muitos 
organismos vivos 
(bactérias, fungos, 
raízes, insetos, 
vermes) 
 
• figura extraída de Para entender a 
Terra 
 
Água no solo 
3 
• Normalmente analisada do ponto de vista do 
diâmetro das partículas que compõe o solo: 
 
Diâmetro (mm) Classe 
0,0002 a 0,002 Argila 
0,002 a 0,02 Silte 
0,02 a 0,2 Areia fina 
0,2 a 2,0 Areia grossa 
Parte sólida do solo 
A infiltração somente pode ocorrer naturalmente enquanto 
houver água disponível para infiltrar. 
 
Ex: Precipitação ou armazenamento nas depressões do terreno 
• Infiltração 
– Os perfis dos solos são 
divididos em camadas 
superpostas, normalmente 
paralelas e acompanhando 
a topografia, denominadas 
horizontes 
 
– Estes horizontes 
apresentam diferentes 
características, 
especialmente com relação 
ao processo de infiltração 
INFILTRAÇÃO 
Fonte: Dep. Ciências 
da Terra/Portugal (2008) 
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FATORES QUE INTERFEREM 
 Florestas: maior interceptação; maior profundidade 
de raízes. 
 Maior interceptação = escoamento demora 
mais a ocorrer. 
 
Maior profundidade de raízes = água consumida 
pela evapotranspiração pode ser retirada de 
maiores profundidades do solo. 
 
Cobertura Vegetal 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
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Ciclo hidrológico sem processo de urbanização 
Fonte: Curso de Aperfeiçoamento em 
Gestão de Recursos Hídricos – UFAL (2010) 
 Substituição de florestas por lavoura/pastagens 
 Urbanização: telhados, ruas, passeios, 
estacionamentos e até pátios de casas 
 Modificação dos caminhos da água 
• Aumento da velocidade do escoamento (leito natural 
rugoso x leito artificial com revestimento liso) 
• Encurtamento das distâncias até a rede de drenagem 
(exemplo: telhado com calha) 
Uso do solo 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
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 Agricultura = compactação do solo 
• Redução da quantidade de matéria orgânica no 
solo 
• Porosidade diminui 
• Capacidade de infiltração diminui 
• Raízes mais superficiais: Consumo de água das 
plantas diminui 
Uso do solo 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
Ciclo hidrológico em área urbanizada 
Fonte: Curso de Aperfeiçoamento em 
Gestão de Recursos Hídricos – UFAL (2010) 
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 Solos arenosos = menos escoamento superficial 
 Solos argilosos = mais escoamento superficial 
 Solos rasos = mais escoamento superficial 
 Solos profundos = menos escoamento superficial 
Tipos de solos 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
Características físicas da bacia 
Tipo de solo: 
Rochoso 
Solo residual (maduro) 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
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 Rochas do sub-solo afetam o comportamento da bacia 
hidrográfica. 
 Rochas porosas tem a propriedade de armazenar grandes 
quantidades de água (rochas sedimentares – arenito). 
 Rochas magmáticas tem pouca porosidade e armazenam 
pouca água, exceto quando são muito fraturadas. 
 Bacias com depósitos calcáreos tem grandes cavidades no 
sub-solo onde a água é armazenada. 
Geologia 
Fonte: Adaptado de Collischonn - UFRGS 
Características da vazão de acordo 
com a permeabilidade do solo 
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INFILTRAÇÃO 
Grandezas características 
• Infiltração – conceitos e grandezas características 
– A capacidade de infiltração (IC) varia com a umidade do solo 
• A capacidade de infiltração está relacionada com a disponibilidade 
de espaço nos poros do solo 
• Um solo úmido contém água preenchendo parte dos poros, 
diminuindo a capacidade de sucção da matriz porosa 
• Antes do início da chuva, o solo encontra-se seco ou com baixa 
umidade e a quantidade de água necessária para que haja o 
preenchimento dos poros é alta 
• Após o início da chuva, os poros vão sendo preenchidos, o que 
promove a diminuição da capacidade de infiltração 
• Quando a chuva cessa, a água nos poros mais próximos à superfície 
do terreno vai sendo consumida por evaporação ou 
evapotranspiração, aumentando a capacidade de infiltração do solo 
 
• Portanto, existe um limite para a capacidade de infiltração, que 
ocorre quando o solo encontrar-se completamente seco 
INFILTRAÇÃO 
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INFILTRAÇÃO 
IR 
Neste intervalo, 
P < IC  IR = P 
IC diminui com o aumento 
da umidade nas camadas 
superficiais do solo 
P > IC  IR = IC 
IC diminui com o encharcamento do 
solo na superfície e o aumento da 
umidade nas camadas inferiores 
Escoam. Sup. = P – IR 
P = 0  IR = 0 
IC aumenta com o 
ressecamento do 
solo na superfície 
• f = taxa de infiltração (mm/hora) 
• fc = taxa de infiltração em condição de saturação 
(mm/hora) 
• fo = taxa de infiltração inicial (mm/hora) 
• t = tempo (horas) 
•  = parâmetro que deve ser determinado a partir 
de medições no campo (1/hora) 
• e = número de euler é a base dos logaritmos 
naturais dado por: 
 
Sendo x qualquer número natural 
  tefcfofcf 
Equação de Horton (1930) 
Esse conceito assume que 
a parcela de infiltração é 
geralmente maior no início 
e decai ao longo da 
precipitação até atingir um 
patamar constante. 
Utilizado em bacias 
urbanas. 
11 
Indicação de valores aproximados para fórmula de Horton 
através da classificação de solo do SCS 
12 
EXEMPLO 
• Dada a chuva a seguir, determine a parcela 
infiltrada e a chuva excedente pelo método 
de HORTON. Considere o solo tipo B que 
possui os seguintes parâmetros: 
• fo = 200 
• fc = 12 
• K = 2 
   kte
k
fcfo
tfcf 

 1.
Tempo 
(hora) 
Precipitação 
Total (mm) 
Potencial 
Infiltração 
(mm) 
Potencial 
Infiltração em 
dt (mm) 
Qtidade 
Infiltrada 
(mm) 
Chuva 
Excedente 
(mm) 
0,50 5,00 
1,00 20,00 
1,50 30,00 
2,00 22,00 
2,50 15,00 
Infiltração pelo 
Método de Horton 
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• Estabelece relações entre a precipitação, o deflúvio 
superficial, o grau da vegetação, tipo e ocupação do 
solo. Muito utilizado para zonas rurais e quando não se 
dispõe de dados hidrológicos. 
 
 
 
 
• Q é o escoamento superficial (mm) 
• P é a precipitação (mm) 
• S é a retenção potencial do solo (mm) 
Equação de SCS 
(Soil Conservacion Service) 
 
SP
SP
SP
Q 2,0;
8,0
2,0
2




Se P ≤ 0,2S → P = 0 
Curve Number (CN) 
• É o número da curva de escoamento superficial e 
depende do tipo e uso do solo. O CN varia de 0 a 100, 
conforme tabelas. 
 
 
 
 
 
• S é a retenção potencial do solo em mm 
 
254
25400
4,25
10
1000



CN
S
S
CN
14 
Grupo de Solo Característica 
Solo A Solos com baixa capacidade de produção de escoamento 
superficial, com alta infiltração. Ex: Solos arenosos profundos 
com pouco silte ou argila (até 8%) 
SoloB Solos com menor permeabilidade que a classe anterior, 
sendo solos arenosos menos profundos ainda com baixo teor 
de argila total (até 20%). Camada de solo mais densa e com 
maior presença de humus. 
Solo C Solos que produzem escoamento superficial acima da média 
e com capacidade de infiltração abaixo da mesma. Solos 
barrentos do tipo franco-argiloso e pouco profundo. 
Solo D Solos que contém argila expansivas, com baixa capacidade 
de infiltração e as maiores condições de escoamento. Mais 
de 40% de argila total em sua composição e profundidade 
até 50 cm. Camada de solo quase impermeável ou horizonte 
de seixos rolados. 
Fonte: Tucci (2001) apud Carvalho (2008) - Adaptado 
•
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15 
Valores Médios de CN 
Fonte: Adaptado de Collischonn – UFRGS (2008) 
16 
Condição de saturação do solo 
(umidade do solo) 
• Condição I – Solos secos. As chuvas dos 
últimos 5 dias não ultrapassam 15 mm. 
• Condição II – Situação média em período 
chuvoso. Chuvas dos últimos 5 dias 
totalizam 15 a 40 mm. 
• Condição III – Solo úmido próximo da 
saturação. Chuvas dos últimos 5 dias 
superiores a 40 mm. 
Conversão das curvas CN para demais condições de umidade do solo 
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Exemplo 
 Qual é a lâmina escoada superficialmente durante 
um evento de chuva de precipitação total P=70 mm 
numa bacia do tipo B e com cobertura de floretas? 
 Verifica-se a condição P > 0,2S: 
254
25400

CN
S
 
SP
SP
Q
8,0
2,0
2



Exercício 
Horas mm 
0,5 5 
1,0 10 
1,5 20 
2,0 15 
2,5 10 
3,0 5 
 Dada a precipitação, calcule a chuva efetiva para 
um solo com CN de 85. 
0
5
10
15
20
25
0,5 1 1,5 2 2,5 3
P
re
c
ip
it
a
ç
ã
o
 (
m
m
) 
Horas 
Hietograma 
18 
Horas mm Pacum Pacum Pexc
0,5 5
1 10
1,5 20
2 15
2,5 10
3 5
Resolução 
254
25400

CN
S
 
SP
SP
Q
8,0
2,0
2



0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0,5 1 1,5 2 2,5 3
P
re
c
ip
it
a
ç
ã
o
 (
m
m
) 
Horas 
Hietograma 
Infiltrado