I N F I L T R A Ç Ã OI N F I L T R A Ç Ã O

Aluna de mestrado: Myrla de Souza Myrla de Souza BatistaBatista

Universidade Federal de Campina Grande – UFCGDEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação

Área de concentração: Recursos Hídricos

ESTÁGIO DOCÊNCIA

Disciplina: Hidrologia Aplicada

Ciclo HidrológicoCiclo Hidrológico

INFILTRAÇÃOINFILTRAÇÃO

É o processo pelo qual a água penetra nas É o processo pelo qual a água penetra nas camadas superficiais do solo e se move camadas superficiais do solo e se move para baixo, em direção ao lençol d’água.para baixo, em direção ao lençol d’água.

É a passagem de água superfície para É a passagem de água superfície para o interior do solo.o interior do solo.

INFILTRAÇÃOINFILTRAÇÃO

A infiltração depende:A infiltração depende:

Da água disponível para infiltrar;Da água disponível para infiltrar;

Da constituição e declividade do solo;Da constituição e declividade do solo;

Da cobertura vegetal;Da cobertura vegetal;

Das quantidades de água e ar, inicialmente Das quantidades de água e ar, inicialmente presentes no interior do solo (teor de presentes no interior do solo (teor de umidade).umidade).

FATORES QUE INTERVÊM FATORES QUE INTERVÊM NA INFILTRAÇÃONA INFILTRAÇÃO

Umidade do solo:Umidade do solo: Um solo seco tem maior capacidade de infiltração

inicial;

Permeabilidade do solo:Permeabilidade do solo: Pode ser afetada por diversos fatores como

cobertura vegetal e compactação,

Temperatura do solo;Temperatura do solo;

Profundidade do extrato impermeável;Profundidade do extrato impermeável;

Natureza e Natureza e Características do SoloCaracterísticas do Solo

Constituintes do solo:Constituintes do solo:

Água:Água: Volume (= Área x Altura);

Ar:Ar: Volume (= Área x Altura);

Partículas Sólidas:Partículas Sólidas: Volume (= Área x Altura);

Natureza e Natureza e Características do SoloCaracterísticas do Solo

Classificação das Partículas do solo:Classificação das Partículas do solo:(Escala Granulométrica Internacional)(Escala Granulométrica Internacional)

ClasseClasse Diâmetro (mm)Diâmetro (mm)

ArgilaArgila < 0,002< 0,002

SilteSilte 0,002 – 0,020,002 – 0,02

Areia finaAreia fina 0,02 – 0,20,02 – 0,2

Areia GrossaAreia Grossa 0,2 – 20,2 – 2

PedregulhoPedregulho > 2> 2

Fonte: Vargas, 1977.

Parâmetros da relação Parâmetros da relação Água-SoloÁgua-Solo

Porosidade (Porosidade (););

Massa específica do solo (Massa específica do solo (ρρ););

Grau de saturação (S);Grau de saturação (S);

Relação de Vazios ou Índice de Vazios (e);Relação de Vazios ou Índice de Vazios (e);

Umidade (Umidade (););

Tensão de Umidade.Tensão de Umidade.

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

PorosidadePorosidade Chama-se porosidade

() a relação entre o volume de vazios (Vv) e o volume total (V).

V

Vv

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Massa Específica do Massa Específica do solo (solo (ρρ)) É a relação entre a

massa dos sólidos (ms) e o volume total (V).

V

ms

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Relação de Vazios ou Relação de Vazios ou Índice de Vazios (e)Índice de Vazios (e) É a relação entre o

volume de vazios (Vv) e

o volume de sólidos (Vs).

s

v

V

Ve

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Grau de Saturação (S)Grau de Saturação (S) É a relação entre o

volume de água (Va) e o volume de vazios (Vv) de uma amostra.

v

a

V

VS

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Umidade Umidade Volumétrica (Volumétrica ()) Chama-se de Umidade

() a relação entre o volume de água (Va) e

o volume total (V).

V

Va

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Umidade de Umidade de Saturação (Saturação (ss)) Chama-se de Umidade

de Saturação (ss) a

relação entre o volume de vazios (Vv) e o

volume total (V).

V

Vvs

Parâmetros da relaçãoParâmetros da relaçãoÁgua-SoloÁgua-Solo

Tensão de UmidadeTensão de Umidade

É a pressão necessária para levar uma

amostra dos solo, bem drenada, aquela

umidade.

Ou seja, é a tensão existente no solo que

segura a água entre seus grãos deixando o

solo com uma determinada umidade.

Grandezas Físicas da Grandezas Físicas da INFILTRAÇÃOINFILTRAÇÃO

Capacidade de Infiltração (ou Taxa de Capacidade de Infiltração (ou Taxa de Infiltração)Infiltração) É a razão máxima com que um solo, em uma dada

condição, é capaz de absorver água, e diminui com o tempo;

Geralmente expressa em mm/h; É o parâmetro mais expressivo.

Velocidade de Infiltração.Velocidade de Infiltração. É a velocidade média com que a água atravessa o

solo, ou ainda, á a vazão dividida pela área da seção reta do escoamento;

Depende da Permeabilidade e do gradiente hidráulico;

É determinada pela Lei de Darcy.

Lei de DarcyLei de Darcy

A Lei de Darcy regi o escoamento da A Lei de Darcy regi o escoamento da água nos solos saturados, e é água nos solos saturados, e é representada pela seguinte equação: representada pela seguinte equação:

Onde:V é a velocidade de infiltração;K é a condutividade hidráulica (medida através de

permeâmetros);h é a Carga Piezométrica ou Altura Piezométrica (altura da

água de um aqüífero confinado medida num piezômetro).

dx

dhKV

Métodos de Medição da Métodos de Medição da Capacidade de InfiltraçãoCapacidade de Infiltração

Método do Infiltrômetro de anel;

Método do Infiltrômetro de sulco;

Método do balanço de entrada e saída de água no sulco;

Método de irrigação por aspersão em uma pequena área

de teste;

Os principais métodos de Os principais métodos de determinação da capacidade de determinação da capacidade de infiltração no campo são:infiltração no campo são:

Método do Infiltrômetro de anel

Infiltrômetro de AnelInfiltrômetro de Anel Consiste de dois anel concêntrico, o de menor Consiste de dois anel concêntrico, o de menor

com 25 cm de diâmetro e o maior com diâmetro com 25 cm de diâmetro e o maior com diâmetro de 50 cm. Ambos com 30cm de altura.de 50 cm. Ambos com 30cm de altura.

Os anéis devem Os anéis devem ser instalados no ser instalados no solo com o auxilio solo com o auxilio de uma marreta.de uma marreta.

Geralmente a lâmina de água no cilindro interno é maior Geralmente a lâmina de água no cilindro interno é maior externo, devido a função do cilindro externo que é externo, devido a função do cilindro externo que é apenas a orientação das linhas de corrente.apenas a orientação das linhas de corrente.

Coloca-se água, Coloca-se água, ao mesmo tempo ao mesmo tempo nos dois anéis.nos dois anéis.

Infiltrômetro de AnelInfiltrômetro de Anel

A capacidade de infiltração instantânea é calculada por:A capacidade de infiltração instantânea é calculada por:

Onde:It é a capacidade de Infiltração instantânea (mm/h) ;∆h é a variação da lâmina d’água (mm);∆t é o intervalo de tempo (h);

t

hI t

E com uma régua graduada acompanha-se a E com uma régua graduada acompanha-se a infiltração vertical no cilindro interno para vários infiltração vertical no cilindro interno para vários intervalos de tempo.intervalos de tempo.

Infiltrômetro de AnelInfiltrômetro de Anel

O gráfico da capacidade de infiltração é do tipo t O gráfico da capacidade de infiltração é do tipo t

x I (Capacidade de Infiltração em função do x I (Capacidade de Infiltração em função do

tempo).tempo).

Onde:It é a capacidade de Infiltração (mm/h) ;t é o tempo (h);

Capacidade de Infiltração

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

t (h)

I (m

m/h

)

ExercícioExercício

1.1. Calcular a capacidade de infiltração em Calcular a capacidade de infiltração em cada instante e a acumulada para um cada instante e a acumulada para um ensaio a partir dos dados coletados. ensaio a partir dos dados coletados.

Horário 08:05 08:10 08:15 08:25 08:45 09:25 10:05 10:45

Lâmina d’ águ

a(cm)

12,00 11,55 11,20 10,80 10,25 9,45 8,70 8,00

Horário 10:45 11:25 12:05 12:45 13:25 14:05

Lâmina d’ águ

a(cm)

12,00 11,35 10,75 10,15 9,55 8,95

Obrigadapela Atenção!

Até a próxima aula.Até a próxima aula.