HIDROLOGIA...TOLEDO DEL PINO, M.A.I. Hidrologia. IFSULDEMINAS, Campus Inconfidentes 5.3 GRANDEZAS...

HIDROLOGIA

Profo Miguel Toledo del Pino

INFILTRAÇÃO

5.1 INTRODUÇÃO

A infiltração representa a passagem da água da superfície

para o interior do solo.

Importância: conservação dos recursos naturais solo e água.

O regime de infiltração determina a parcela da precipitação

que irá se infiltrar e por consequência, aquela que contribuirá

para o escoamento superficial direto (enxurrada).

TOLEDO DEL PINO, M.A.I. Hidrologia. IFSULDEMINAS, Campus Inconfidentes

5.2 FATORES DE INFLUÊNCIA

INTRÍNSECOS AO SOLO:

Classe de solo:

Textura

Grau de estruturação e estabilidade estrutural

Grau de compactação natural

Teor de matéria orgânica

Permeabilidade do solo


INTRÍNSECOS AO SOLO (cont...):

Condições de superfície:

Compactação natural

Declividade

Homogeneidade do perfil do solo

Teor de água no perfil do solo

(cont.)



EXTRÍNSECOS AO SOLO:

Precipitação:

Intensidade e duração

Precipitação antecedente

Manejo do solo:

Preparo

Compactação

Tipo de cobertura vegetal

Práticas de conservação do solo

(cont.)



5.3 GRANDEZAS

Velocidade de Infiltração (VI):

Representa a velocidade da taxa de entrada da água no

interior do solo

Unidades:

Lâmina/tempo

Volume/unidade de área na unidade de tempo


5.3 GRANDEZAS

Capacidade de Infiltração (Cl):

É a taxa máxima de entrada de água no interior do solo,

sob determinadas condições

Unidades:

Lâmina/tempo: usual o mm h-1 e cm h-1

(cont.)


5.3 GRANDEZAS

Quando (1ª Situação):

Intensidade Precipitação < CI

A água infiltra-se no solo, numa velocidade igual a essa

intensidade

Toda a água irá se infiltrar e não haverá escoamento

superficial

Velocidade de infiltração = Intensidade de Precipitação

(cont.)


5.3 GRANDEZAS

Quando (2ª Situação):

Intensidade Precipitação > CI

A água se infiltrará numa velocidade igual à capacidade

de infiltração (velocidade será máxima)

Haverá escoamento superficial

Neste caso, a velocidade de infiltração é determinada

pelo solo

(cont.)


5.3 GRANDEZAS

RESUMO:

Considerando taxa de aplicação (TA) como sendo a

precipitação ou irrigação

Se TA < CI VI = TA

Não há escoamento superficial

Se TA > Cl VI = CI

Há escoamento superficial

(cont.)


Métodos dos anéis infiltrômetros

São dois anéis concêntricos, com diâmetros de 300 mm (interno) e 600 mm (externo) e 300 mm de altura

5.4 MÉTODOS CÁLCULO CI

Fonte: Sondaterra Fonte: Soilcontrol



Métodos dos anéis infiltrômetros

Metodologia:

Ambos os cilindros são cravados no solo até uma profundidade de 15cm

Coloca-se água em ambos os cilindros e avalia-se a variação de nível ou o volume de água colocada no cilindro interno



Método da Fonte Pontual - (Gotejamento)

A infiltração assume uma geometria tri-dimensional

A aplicação de água se dá a partir de uma fonte

pontual, como por exemplo um gotejador.



Simulador de chuva

Existem vários tipos de simulador de chuvas, desde o mais

sofisticados até de construção bem rústica.

É o método mais adequado para estimar-se a infiltração por meio de

uma precipitação (chuva) e estudos de erosão de solos.



Simulador de chuva

Aplica-se água com uma intensidade conhecida, preferencialmente

constante, e mede-se o volume escoado a partir da área de teste,

que geralmente é delimitada em campo pelo emprego de chapas

metálicas cravadas no solo.

A infiltração ou lâmina infiltrada é obtida pela diferença entre a

precipitação e o escoamento.


EMPÍRICOS

Modelo de Kostiakov (1932):

Em que:

e : constantes que dependem do solo e das suas condiçõesiniciais [adimensional]

I : quantificação da infiltração [mm]

t : tempo decorrido desde o início do processo de infiltração [min ou h]

5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO

tI


EMPÍRICOS

Modelo de Kostiakov (1932) – cont...:

Derivando a equação anterior, encontra-se a taxa de infiltração

da água no solo

A equação é “imprópria” para t = 0 e t →∞


1tdt

dIi



EMPÍRICOS

Modelo de Kostiakov-Lewis:

Elimina a tendência da taxa de infiltração de tender a zero

quando t → ∞

if : taxa de infiltração estável para longos tempos de infiltração ou

capacidade de infiltração básica do solo

titI f



EMPÍRICOS

Modelo de Kostiakov-Lewis – cont...:

Para a taxa de infiltração, temos:

Quando t tende para o infinito, a taxa de infiltração tende para if

f

1 itdt

dIi



EMPÍRICOS

Modelo de Horton (1940):

A taxa de infiltração é calculada por:

if : taxa de infiltração estável para longos tempos de infiltração

ii : taxa de infiltração inicial

β : constante de decaimento, depende do solo

t

fif eiiii



OUTROS MODELOS

Modelo de Holtan (empírico)

Modelo de Philip (teórico)

Modelo de Green-Ampt (teórico)

Modelos empíricos relacionam os parâmetros do modelo as características do solo

Modelos teóricos são baseados na teoria física do escoamento em meios porosos, descritos pela equação de Richards e de Darcy



As equações da capacidade de infiltração somente são válidas quando

a taxa de aplicação (precipitação) supera a velocidade de infiltração

durante todo o intervalo de tempo sob análise.

Este fato restringe em muito a aplicabilidade das mesmas,

principalmente para taxas de aplicações variáveis no tempo.

Devido a isto, a equação mais utilizada é aquela relativa à lâmina

infiltrada acumulada (I).



Equação:

IPOT : lâmina infiltrada acumulada que

potencialmente o solo permite infiltrar no tempo t [cm

ou mm]

IREAL : lâmina infiltrada acumulada que realmente

infiltrou no solo no tempo t [cm ou mm]

C : lâmina infiltrada no tempo t = 1

m : parâmetro característico do solo

t : tempo acumulado [min ou h]

m

POTPOT tCIdtCII dtVIIREAL


EXEMPLOS DE APLICAÇÃO

SIMULADOR DE CHUVA

ANÉIS INFILTRÔMETROS

(CONCÊNTRICOS)


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