Lista_02_2020-Hidrologia

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HIDROLOGIA
Prof. Dr. Edson Benício de C. Jr
LISTA - EXERCÍCIO 2
BIBLIOGRAFIA:
· Elementos de hidrologia aplicada. Prof. Antenor Rodrigues
· Hidrologia Aplicada. Texto Básico. Adriano Rolim da Paz (2004)
· Notas de aula e apresentações de Hidrologia. Prof. Dr. Marcelo Rezende
1 – Discuta sobre os fatores que interferem na infiltração da água no solo.
1. Tipo de Solo
A capacidade de infiltração varia diretamente com a porosidade, o tamanho das partículas do solo e o estado de fissuração das rochas. As características presentes em pequena camada superficial, com espessura da ordem de 1 cm, têm influência sobre a capacidade de infiltração.
2. Cobertura Vegetal
A presença da vegetação atenua ou elimina a ação da compactação da água da chuva e permite o estabelecimento de uma camada de matéria orgânica em decomposição que favorece a atividade escavadora de insetos e animais, favorece também a infiltração, pois dificulta o escoamento superficial da água. Cessada a chuva retira a umidade do solo, através de suas raízes, possibilitando maiores valores da capacidade de infiltração no início das precipitações.
3. Grau de Umidade do solo
Parte da água que precipita sobre o solo seco é absorvida por ação de capilaridade que se soma a ação da gravidade. Se o solo, no início da precipitação, já apresenta certa umidade, tem uma capacidade de infiltração menor do que a que teria se estivesse seco.
4. Efeito da precipitação sobre o solo
A água da chuva chocando-se contra o solo promovem a compactação da sua superfície, diminuindo a capacidade de infiltração, destacam e transportam os materiais finos que pela sua sedimentação posterior tendem a diminuir a porosidade da superfície; umedecem a superfície do solo, saturando as camadas próximas aumentando a resistência à penetração da água e, atuam sobre as partículas de substancias coloidais que ao entumecer reduzem a dimensão dos espaços intergranulares.
5. Compactação devido ao homem e os animais
Em locais onde há tráfego constante homens, veículos, animais (pastagens) a superfície é submetida a compactação que a torna relativamente impermeável.
6. Influência de outros fatores
Escavações feitas por animais; decomposição das raízes dos vegetais; temperatura da água que influi na sua viscosidade, fazendo com que a infiltração nos meses frios seja menor que nos meses quentes; presença de ar nos vazios do solo, sendo expulso pela água quando penetra no solo.
2 – Quais são as fases do processo de infiltração e o que ocorre em cada fase? Discuta sobre qual potencial atua em cada fase e a movimentação da água.
A infiltração da água no solo se processa em 3 fases, de cima para baixo: intercâmbio ou difusão, descida e circulação (ou escoamento subterrâneo).
1) Na fase de intercâmbio, o movimento da água é aleatório, sendo que o potencial mátrico, o qual determina o movimento capilar da água, é maior que o potencial gravitacional. Pequenas quantidades de água no solo tendem a se distribuir uniformemente pela superfície das partículas.
Na fase de intercâmbio, a água está próxima à superfície do terreno, sujeita a retornar a atmosfera por uma aspiração capilar, provocada pela ação da evaporação ou absorvida pelas raízes das plantas e em seguida transpirada pelo vegetal.
A força de adesão é mais forte do que a força da gravidade que age sobre esta água. Em consequência, a água ficará retida, quase imóvel, não atingindo zonas mais profundas.
2) Na fase de descida cresce o potencial gravitacional e dá-se o deslocamento vertical da água, quando a ação de seu peso próprio supera a adesão e a capilaridade. Ao atingir a faixa de capilaridade, a água prossegue descendo por movimento capilar vertical. Nesta fase de descida, o potencial gravitacional é muito maior que o potencial mátrico. Esse movimento se efetua até atingir uma camada suporte de solo impermeável.
3) Na fase de circulação, que ocorre na faixa de água subterrânea, devido ao acúmulo da água, são constituídos os lençóis subterrâneos.
O movimento da água deve-se também à ação da gravidade, obedecendo às leis de escoamento subterrâneo. O movimento da água na zona de saturação do solo ocorre conforme o mergulho da camada impermeável subjacente, em direção a uma nascente.
3 – Considere que em uma determinada área irrigada, composta de solo do tipo latossolo vermelho-amarelado, a taxa de infiltração (Ti) é de 1,56 x 10-3 mm/h e a condutividade hidráulica (K0) é de 1,22 x 10-3 mm/h. Calcule o potencial mátrico (), considerando a umidade do solo na saturação de 27,33 mm3, e a umidade inicial do solo é 45% da umidade do solo na saturação. Considere a infiltração acumulada de 25 mm para a área estudada. Posteriormente, calcule a Profundidade da Frente de Umedecimento (L).
4 – Calcule a velocidade de infiltração nas subzonas da zona de aeração de um solo que apresenta coeficiente de permeabilidade de 1,75 x 10-2 mm/h e = 1,32 mm. Considere os seguintes dados:
1. Zona de Água no Solo: = 6,25 Z
1. Zona Intermediária: = Z/8,87
1. Zona Capilar: = Z/1,11
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