Aula 13 -Drenagem Agricola

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07/12/2018 
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Profa.: Lauriane Almeida 
Pombal – Paraíba 
Novembro de 2018 
 Drenagem agrícola 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR - CCTA 
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS - UAGRA 
CAMPUS DE POMBAL 
Drenagem e o sistema solo-planta 
Retirada do excesso de água do solo à uma taxa que permita uma 
exploração econômica das culturas e utilização por longo tempo da área. 
Extensas superfícies agrícolas localizam-se em terrenos com problemas 
de drenagem. 
CO2 O2 
Efeitos da deficiência de drenagem 
Características físicas do solo 
 Aeração 
Difusão 
Coeficiente de 
difusão 
Gradiente de 
concentração do gás 
Respiração radicular 
Efeitos da deficiência de drenagem 
Características físicas do solo 
 Estrutura 
• Compactação 
• Redução na decomposição da matéria orgânica 
• Permeabilidade comprometida 
 
 Textura 
• Predominância de silte e argila 
 Temperatura 
• Energia radiante 
• Maior calor específico da água 
 
Efeitos do excesso de água sobre as plantas 
A deficiência de drenagem afeta as culturas 
 Desenvolvimento do sistema radicular; 
 A absorção de nutrientes; e 
 A síntese de compostos orgânicos. 
Os sintomas mais comuns são: 
 Definhamento das plantas; 
 Amarelecimento 
 Queda das folhas mais velhas 
Técnicas de drenagem 
Sistemas naturais – drenagem natural 
Sistemas artificiais 
 Superficial 
 Subterrânea 
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Parâmetros hidrodinâmicos do solo 
 Condutividade hidráulica do solo saturado (Ko): representa a 
capacidade do solo de transmitir água. 
 
 Porosidade drenável (f): compõe a fração do volume do solo por onde 
a água se movimenta e drena após exceder a capacidade de campo. 
 
 Aplicação: equações para o cálculo do espaçamento entre drenos e 
coeficiente de drenagem. 
Parâmetros hidrodinâmicos do solo 
 Métodos de laboratório 
 
 
 Métodos de campo 
Condutividade hidráulica do solo saturado 
Permeâmetro de carga constante e variável 
Método do poço ou auger-hole 
Condutividade hidráulica do solo 
saturado 
Permeâmetro de carga constante 
𝐾020 = 𝐾0 𝑥 
𝜇𝑇
𝜇20
 
Em que: 
K0 20 = condutividade hidráulica na temperatura de 20 
°C (cm min-1), 
µT = viscosidade absoluta da água à temperatura T, 
medida durante o teste 
µ20 = viscosidade absoluta da água à temperatura 
de 20 °C 
 
Permeâmetro de carga constante 
Condutividade hidráulica do solo 
saturado 
Método do poço ou auger-hole 
 O método do poço ou furo do trado 
(Auger-Hole) é utilizado para a 
estimativa da condutividade hidráulica 
no campo, na presença do lençol 
freático. É adequado para solos 
homogêneos (não estratificados) e solos 
altamente estratificados, onde não se 
tem condições de estimar a 
condutividade hidráulica em cada 
camada. 
Condutividade hidráulica do solo 
saturado 
1. Estabelecer a camada de impedimento 
2. Abertura dos poços de observação 
3. Drenar e aguardar 24h para 
estabilização 
4. Preparar os instrumentos de medida, 
estaca, trena com flutuador 
5. Medir altura inicial do LF 
6. Drenar o poço 
7. Iniciar as leituras de nível em relação 
ao tempo 
8. Converter as leituras em K por 
gráficos e equações segundo o tipo de 
camada de impedimento encontrada 
12 
h 
H 
Condutividade hidráulica do solo 
saturado 
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K : condutividade hidráulica do solo saturado, m.dia-1; 
H : profundidade do poço, abaixo do nível freático, cm; 
Y : distância entre o nível freático e o ponto médio dos níveis de água no 
intervalo de tempo Δt, cm; 
r : raio do poço, cm; 
ΔY : intervalo de altura no tempo Δt, cm; 
Δ t : intervalo de tempo entre duas leituras, seg. 
EQUAÇÕES EMPIRICAS 
 
1. ERNST (1950) 
Para solo homogêneo e a camada 
impermeável muito abaixo do 
fundo do poço (S ≥ 0,5 H) 
Condutividade hidráulica do solo 
saturado 
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Porosidade drenável 
A porosidade drenável ou porosidade efetiva (f) representa o volume de 
poros de um volume previamente saturado, quando o teor de umidade cai de 
saturado (potencial mátrico zero) para um teor de umidade em equilíbrio 
com uma tensão de 6 kPa (ABNT, 1998). 
Funil de Haines com amostra de solo a 
uma tensão de 6 KPa 
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Porosidade drenável 
A porosidade drenável é a fração da porosidade total através da qual a 
água se move livremente, cujo valor equivale ao conteúdo de ar presente 
no solo na capacidade de campo (PIZARRO, 1978; BELTRAN, 1986): 
μd = p − Uv60 
Em que: µd = porosidade drenável do solo (%) 
p = porosidade do solo (%) 
Uv60 = teor volumétrico de água no solo correspondente à tensão 
de 6 KPa (%) 
 
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Diagnóstico do problema de drenagem 
• Levantamento topográfico; 
• Atributos físicos e químicos do solo; 
• Estudos hidrológicos quanto a precipitações intensas e sua previsão; 
• Escoamento superficial; 
• Regime dos cursos d’água; 
• Planejamento de uso da terra; 
• Variação dos níveis freáticos. 
Generalidades 
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Diagnóstico do problema de drenagem 
Poços de observação do 
lençol freático 
O acompanhamento da variação da 
profundidade freática é 
fundamentalmente importante às 
regiões de climas úmidos e áridos. 
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Diagnóstico do problema de drenagem 
Rede de fluxo do lençol freático 
• Curvas de nível do lençol freático; 
• Equipotenciais; 
• Gradientes hidráulicos; 
• Direção do fluxo subterrâneo; 
• Regiões de recarga; 
• Regiões de descarga; 
• Estimativa de fluxo subterrâneo. 
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Diagnóstico do problema de drenagem 
Rede de fluxo do lençol freático 
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Diagnóstico do problema de drenagem 
Rede de fluxo do lençol freático 
DRENAGEM AGRÍCOLA 
TIPOS DE DRENAGEM 
DRENAGEM SUPERFICIAL 
Escoa as águas que se acumulam na superfície do terreno, 
impedindo que ela se infiltre. 
 
DRENOS ABERTOS 
CAUSAS NECESSITA 
 Excesso de precipitação ou de 
água de rega. 
 A regularização do terreno; 
 A abertura de valas; 
 A limpeza, alargamento e/ou 
aprofundamento das linhas de água. 
DRENAGEM AGRÍCOLA 
DRENAGEM SUBTERRÂNEA 
 
Retira o excesso de água no interior do solo (baixar o nível freático), 
de modo a que as culturas não sofram. 
 
DRENOS FECHADOS → Em geral são revestidos com materiais 
porosos: Sintético (bidim) ou abundantes na região (pedras, bambu, 
etc). 
DRENAGEM AGRÍCOLA 
TIPOS DE DRENAGEM 
TIPOS VANTAGENS DESVANTAGENS 
ABERTOS 
(superficiais) 
 Baixo custo inicial  Constante manutenção 
 Diminui a área de plantio 
 Dificultam a mecanização 
COBERTOS 
(subterrâneos) 
 Pouca manutenção 
 Não reduz a área de 
plantio 
 Custo inicial mais elevado 
DRENAGEM AGRÍCOLA 
DRENOS 
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Drenagem superficial Drenagem superficial 
Os sistemas de drenagem superficial, em áreas planas, são projetados 
para eliminar, dentro de um limite de tempo econômico, o excesso de 
água que se acumula na superfície. 
Sistemas de drenagem superficial 
 Natural 
 Camalhão 
 Interceptor 
 Drenos rasos e paralelos 
 Sistematização do terreno 
Drenagem superficial 
Sistema natural 
 Interconectar depressões do terreno 
 
 É indicado para depressões grandes e 
relativamente profundas 
Drenagem superficial 
Sistema em camalhão 
 Camalhões largos e em 
sequência 
 
 É indicado para áreas úmidas e 
com pouca declividade. 
Sistema interceptor 
Drenagem superficial 
Sistema com drenos rasos e paralelos 
Sistematização do terreno 
Drenagem superficial 
Vazão a ser drenada 
 No caso da eliminação de águas de chuva é comum o uso da 
equação racional. 
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 
𝐶 𝑥 𝐼𝑚 𝑥 𝐴
360
 
Em que: Q = vazão máxima de escoamento (m-3 s-1); 
C = coeficiente de escoamento superficial; 
Im = intensidade máxima média de precipitação para duração igual ao 
tempo de concentração e determinado período de retorno (mm h-1); 
A = área de drenagem que contribui com o escoamento superficial para o 
dreno (ha). 
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Drenagem superficial Drenagem superficial 
Dimensionamentode sistemas de drenagem 
Em que: Q = vazão (m-3 s-1) 
n = coeficiente de rugosidade 
R = raio hidráulico 
S = declividade do dreno (m m-1) 
A = área do dreno (m2) 
Q = 
1
𝑛
 𝑥 𝑅
2
3 𝑥 𝑆
1
2 𝑥 𝐴 
 Equação de Manning 
Drenagem superficial 
Seção mais eficiente de um dreno 
 É aquela que mais se aproxima da forma semicircular 
a) Talude 
b) Profundidade 
c) Largura 
 
CANAIS ABERTOS 
Caçamba trapezoidal, ideal para 
canais sem revestimento. 
Canais escavados atuam 
também na drenagem da água 
presente na superfície. 
CANAIS ABERTOS 
A estabilidade do solo onde será escavado o canal, vai determinar 
o talude de inclinação. Solos mais estáveis, permitem que se abra 
canais mais estreitos, sem que haja desmoronamentos das 
paredes. 
 Devem ter forma trapezoidal; 
 Sem revestimento para permitir a entrada da água 
pelas paredes e fundo; 
 Atuam conjuntamente na drenagem superficial 
(coletando água do escoamento superficial) e na 
drenagem subterrânea; 
 Permitem inspeção fácil, com pronta identificação 
e correção de problemas de obstrução ou 
desmoronamento; 
 Tem menor custo de implantação que drenos 
enterrados. 
CANAIS ABERTOS: CARACTERÍSTICAS 
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 Sua manutenção é trabalhosa devido aos 
desbarrancamentos e ao crescimento da 
vegetação, principalmente no verão; 
 Ocasiona perda de área cultivável; 
 O trânsito de máquinas é dificultado. 
CANAIS ABERTOS: CARACTERÍSTICAS 
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL 
OU SUBTERRÂNEA 
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL OU SUBTERRÂNEA 
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL OU SUBTERRÂNEA 
Componentes de uma rede de drenagem subterrânea: 
 
 drenos primários ou laterais; 
 drenos coletores; 
 dreno principal. 
 
DRENOS PRIMÁRIOS 
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LAYOUT DE UM SISTEMA DE DRENAGEM 
 
Coletores 
Laterais 
 Dreno Principal 
CONFIGURAÇÕES DA REDE DE 
DRENAGEM 
DRENAGEM SUBSUPERFICIAL OU SUBTERRÂNEA 
Drenos primários: Paralelos entre si; controlam a 
profundidade do nível freático. 
 
Drenos coletores: Recebem a água dos drenos primários 
e a conduzem até o dreno principal. 
 
Dreno principal: Transporta a água coletada para fora da 
área de drenagem, em direção a um dreno natural. 
TIPOS DE DRENOS 
CANAIS ABERTOS 
 
DRENOS COBERTOS: 
 Tubos plásticos; 
 Manilhas cerâmicas e de concreto; 
 Drenos feitos com varas de bambu. 
 
DRENOS TUBULARES PLÁSTICOS 
Cotas Valores 
L 6000 
DE 65,2 
Di 58,8 
Cotas Valores 
L 6000 
DE 110 
Di 101,4 
Cotas Valores 
L 6000 
DE 150 
Cotas Valores 
DE 101,6 
L 3000 
 Custo de aquisição elevado; 
 Vida útil longa; 
 Instalação rápida (mecanizada); 
 Flexíveis e com corrugação; 
 Perfurações pequenas e em grande número; 
 Necessitam envoltório sintético ou granular; 
 Diâmetros comerciais de 50 mm a 200 mm. 
DRENOS TUBULARES PLÁSTICOS 
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TUBOS PLÁSTICOS MÁQUINAS PARA INSTALAÇÃO DE DRENOS 
TUBULARES 
ETAPAS DE UM PROJETO DE DRENAGEM 
1. DELIMITAÇÃO DA ÁREA AFETADA 
Experiência local; 
Observação do nível do lençol freático; 
Análises de solo. 
Camada Impermeável 
D 
Superfície do solo 
Y0 
Estaca 
2. IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA 
• Topográfico; 
• Pedológico (solos pouco permeáveis ou impermeáveis); 
• Hidrológicos. 
 
3. ELABORAÇÃO DO PROJETO 
 
• Levantamento de dados: topográficos (levantamento 
planialtimétrico, climáticos (precipitação, evapotranspiração), 
pedológicos, agronômicos (tolerância das culturas a instalar). 
• Trabalho de gabinete: escolha das culturas, estudo da frequência das 
chuvas, cálculo da vazão de drenagem e dimensionamento do 
sistema de drenagem (valas, drenos, coletores, etc.). 
ETAPAS DE UM PROJETO DE DRENAGEM 
• DRENOS MENORES → MANUAL (pequenos trabalhos) 
 RETROESCAVADEIRA 
 
 
• DRENOS DE GRANDES DIMENSÕES → DRAGAS 
(Acompanhamento topográfico → cotas de fundo) 
CONSERVAÇÃO E MANUTENÇÃO DE DRENOS 
DRENOS ABERTOS → paredes cobertas com vegetação de porte 
rasteiro para evitar a erosão de seus taludes. 
 
LIMPEZA DE VEGETAÇÃO 
DESASSOREAMENTO 
ETAPAS DE UM PROJETO DE DRENAGEM 
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TUBO DE DRENAGEM 
DRENO DRENO 
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DRENO