INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO SOLO

Infiltração

Radiação Solar

Manto rochoso

Aqüífero Confinado

Rios e lagos

Transpiração e

Evaporação

Evaporação Escoamento superficial

direto

Precipitação

Escoamento Subterrâneo Lp

Lc

1. CONCEITOS

1. Passagem da água oriunda de chuva (precipitação) ou irrigação através da superfície do solo;

2. Percolação e redistribuição no perfil do solo;

2. Importância

1. Geração de escoamento superficial direto;

2. Recarga de água subterrânea;

3. Transporte de massa (solutos diversos);

4. Erosão e transporte de sedimentos (solo fertil, fertilizantes e corretivos de forma geral);

5. Armazenamento de água no solo;

6. Evapotranspiração;

3. Conceitos básicos

Disponibilidade de água no solo; ◦ Retenção de água: matriz do solo;

◦ Fluxo de água (água gravitacional);

Potencial da água no solo: movimento e redistribuição de água no perfil do solo; ◦ Matricial;

◦ Pressão;

◦ Osmótico;

◦ Gravitacional;

Curva característica do solo

m

s pmp

mn

RSR

m1

cc

4. Fatores que afetam a infiltração

Intrínsecos ao solo:

Porosidade: macro e microporosidade (distribuição de poros por tamanho); Estrutura do solo: distribuição de agregados do solo e sua conformação; Textura do solo: potencial mátrico (retenção de água), estrutura do solo

(macro e microporos); Solos argilosos têm maior ou menor infiltrabilidade?

Umidade do solo: função de todos os fatores anteriores;

Matéria orgânica do solo;

Atividade biológica do solo;

Cambissolos

Latossolos

Extrínsecos ao solo:

◦ Taxa de aplicação de água;

◦ Topografia;

◦ Condições de superfície;

◦ Preparo do solo Convencional;

Mínimo;

Plantio Direto;

Qualidade do solo;

Paisagem de ocorrência de um Cambissolo

Paisagem de ocorrência de um Latossolo

5. Armazenamento de água no solo

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

Z

1

z

A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

2

3

4

5

6

7

8

9

6. Processo de Infiltração

s i

z

Zona de saturação

Zona de transição

(redução de umidade)

Zona de transmissão

(redução considerável de

umidade)

Zona de umedecimento

Frente de molhamento

7. Movimento de água no solo

Regime Permanente: equação de Darcy

8.Equações de infiltração de água no solo

Testes de Infiltração: simuladores de chuva

Testes de Infiltração: permeâmetros de carga constante

Testes de Infiltração: infiltrômetros de anéis

8.Equações de Infiltração de água no solo

Tempo (T)

CI (L

T-1

)

CIbásica

Tempo (T)

I acum

ula

da (

L)

8.1 Equações empíricas ◦ Equação de Kostiakov:

ntKI

1ntnKdt

dICI

9. Infiltração x escoamento superficial

CI (L

T-1

)

Tempo (T)

CI (LT-1)

Ip (

LT

-1)

Escoamento

superficial

VI e CI

tp

1t

1t

0

dtCTTA2A

dtTACI1A

10. INFILTRAÇÃO MÉDIA NA BACIA

10.1 ÍNDICE Φ

1. Obtido da combinação hietograma - hidrograma

2. Área acima do Índice Φ corresponde ao escoamento superficial direto; área abaixo, infiltração;

3. Obtido por tentativas tendo-se o conhecimento do total precipitado e do escoamento superficial direto, ambos em lâmina;

4. Escoamento superficial direto = precipitação efetiva (enxurrada);

Hietograma Hidrógrafa

Tempo

(min)

IP (mm h-1)

30 8

60 13

90 10

120 6

150 15

180 9

1. Para o hietograma abaixo, calcule o Índice f considerando a ocorrência de uma lâmina de

escoamento igual a 8 mm.

Tempo

(min)

IP (mm h-1)

0 0

30 20

60 45

90 35

120 15

150 8

1. Para o hietograma abaixo, calcule o Índice f considerando a seguinte equação de

capacidade de infiltração de Kostiakov:

minutos em t e h mmCI;t418,74CI 13852,0

Tempo

(minutos)

Iacumulada (mm)

0 0

1 3,8

3 6,1

7 9,5

10 12,3

15 17,1

20 22,2

25 27,2

30 34,4

40 38,2

50 43,3

60 48,5

70

80

90

53,5

55,0

57,0

2. Para os dados do teste de infiltração, ajuste o

modelo de Kostiakov e calcule o tempo a partir do qual

inicia-se o escoamento superficial considerando-se

uma taxa de aplicação constante e igual a 60 mm h-1.

Calcule também a lâmina escoada até o final do teste.

2) Da precipitação fornecida abaixo, houve uma infiltração

de 24 mm. Determine o Índice f.

Intervalo tempo (h) 0-1 1-2 2-3 3-4

Int. precipit. (mm/h) 6 10 10 4

3) Conhecendo-se, CI = 43,20 t-0,4 ( CI=mm/h; t=mm ) e

os dados do hietograma.

Obter: As lâminas (acumuladas) precipitada, infiltrada

potencial e escoada; e, o Índice f.

t ( h ) 0 -1 1-2 2 - 3,5

IP ( mm/h ) 15 4 12

4. Para o modelo de Kostiakov abaixo calcule o tempo a partir do qual inicia-se o

escoamento superficial considerando-se uma taxa de aplicação constante e igual a

60 mm h-1. Calcule também a lâmina escoada após 1 hora de teste.

Equação: I = 2,0174xt0,6148 (I = mm; t = min)