Aula06 Infiltração

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HIDROLOGIA
4. Infiltração
Prof. Dr. Sávio de Brito Fontenele
Processo pelo qual a água penetra nas camadas superficiais do solo, se move
move para baixo através dos vazios pela ação da gravidade, até atingir uma
uma camada impermeável, formando um lençol d’água.
Depende fundamentalmente de:
Água disponível para infiltrar
Natureza do solo
Estado da superfície do solo
Quantidades de água e ar, inicialmente presentes em seu interior.
4. Infiltração
Engenharia Civil – Hidrologia – 4. Infiltração – Prof. Dr. Sávio Fontenele
4. Infiltração
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Camadas superiores do solo vão se
umedecendo de cima para baixo,
alterando o perfil de umidade.
Enquanto há aporte de água, o perfil de
umidade tende à saturação.
A infiltração decorrente de precipitações
naturais não é capaz de saturar todo o
solo, restringindo-se somente a conformar
um perfil onde o teor de umidade decresce
com a profundidade.
4. Infiltração
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Quando o aporte de água a superfície
cessa, a umidade se redistribui no interior
do solo, evoluindo para um perfil de
umidade inverso, com menores teores de
água próximo superfície e maiores nas
camadas mais profundas.
Nem toda água infiltrada é drenada para
as camadas mais profundas do solo, já
que parte é transferida para a atmosfera
por evapotranspiração.
A parte superior da crosta terrestre é normalmente porosa até uma maior ou menor
profundidade. Os poros podem, nesta porção da litosfera, estar parcialmente ou
completamente cheios de água.
A camada superior onde os poros estão parcialmente cheios de água é designada zona de
aeração.
Imediatamente abaixo onde os interstícios estão repletos d’água tem-se a zona de saturação.
4.1 Distribuição Vertical da Água
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ZONA DE AERAÇÃO
Faixa de água no solo: fornece água para o crescimento das plantas. A água permanece nessa
faixa pela ação da capilaridade e pela atração molecular, agindo contra a força da gravidade.
Somente quando a água penetra suficientemente nesta faixa, saturando a capilaridade, é que a
mesma começa a se deslocar verticalmente para baixo.
Faixa intermediária: retém água como a faixa anterior. Esta água retida é um armazenamento
morto, visto que não pode ser aproveitada para qualquer uso.
Faixa de capilaridade: retém água acima da zona de saturação por capilaridade, opondo-se a
ação da gravidade.
4.1 Distribuição Vertical da Água
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ZONA DE SATURAÇÃO
É a única que constitui propriamente a água subterrânea, cujo movimento se deve também a ação
da gravidade, obedecendo as leis do escoamento subterrâneo.
4.1 Distribuição Vertical da Água
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VELOCIDADE DE INFILTRAÇÃO
Velocidade média com que a água atravessa o solo, ou seja, é a vazão dividida pela seção de
escoamento. A área inclui a projeção dos poros por onde escoa a água.
Velocidade de Darcy
Não é um bom parâmetro, pois depende somente da permeabilidade (k) e do gradiente hidráulico
(dh/dt).
4.2 Grandezas Características
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𝑣 = 𝑘
𝑑ℎ
𝑑𝑡
CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
Taxa máxima que um solo é capaz de absorver de água, sob uma dada condição.
Expressa em mm/h.
O conceito da Capacidade de Infiltração é aplicado para diferenciar o potencial que o solo tem de
absorver água pela sua superfície, em termos de lâmina por tempo, da taxa real de infiltração que
acontece quando há disponibilidade de água para penetrar no solo.
A Capacidade de Infiltração só é atingida durante uma chuva se houver excesso de precipitação.
Caso contrário, a razão de absorção da água no solo não é máxima, e por conseguinte a razão de
absorção não é a capacidade de infiltração.
4.2 Grandezas Características
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CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
Uma curva de taxas reais de infiltração no
tempo somente coincide com a curva das
capacidades de infiltração de um solo,
quando o aporte superficial de água tem
intensidade superior ou igual à capacidade
de infiltração.
4.2 Grandezas Características
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FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
TIPO DE SOLO: varia diretamente com a porosidade e com o tamanho das partículas do solo. As
características presentes em pequena camada superficial tem grande influencia sobre a
capacidade de infiltração.
4.2 Grandezas Características
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FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
UMIDADE DO SOLO: quando a água é aplicada em um solo seco, não há movimento descendente
dessa água até que as partículas do solo estejam envolvidas por uma fina película d’água. Forças de
atração molecular e capilar fazem com que a capacidade de infiltração inicial de um solo seco seja
muito alta. A medida que a água percola, essas forças diminuem, reduzindo a capacidade de
infiltração, que tende a um valor constante após algumas horas.
4.2 Grandezas Características
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FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
4.2 Grandezas Características
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FATORES QUE INFLUENCIAM A CAPACIDADE DE INFILTRAÇÃO
VEGETAÇÃO: uma cobertura vegetal densa tende a promover maiores valores de capacidade de
infiltração, devido ao sistema radicular que proporciona a formação de pequenos túneis e que
retira umidade do solo através da transpiração, e a cobertura vegetal que previne a compactação
do solo.
4.2 Grandezas Características
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INFILTRÔMETROS
4.2 Métodos de Medição
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PERMEÂMETRO DE GUELPH
4.2 Métodos de Medição
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REFERÊNCIAS
• TUCCI, C.E.M. HIDROLOGIA: CIÊNCIA E APLICAÇÃO. 4ª ED. PORTO ALEGRE: EDITORA
DA UFRGS/ABRH, 2009, 943 p.
• CHOW, V. T. HANDBOOK OF APLLYED HYDROLOGY. NEW YORK: MCGRAW HILL.
1964.
• EAGLESON, P. OPPORTUNITIES IN HYDROLOGICAL SCIENCES. NEWSLETTERS. IAHS, n.
40, SET.
• RIGHETTO, A.M. HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. SÃO CARLOS: EESC/USP, 1998.
840 p.
Engenharia Civil – Hidrologia – 4. Modelos Hidrológicos – Prof. Dr. Sávio Fontenele