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).
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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
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INTRÍNSECOS AO SOLO (cont...):
Condições de superfície:
Compactação natural
Declividade
Homogeneidade do perfil do solo
Teor de água no perfil do solo
(cont.)
5.2 FATORES DE INFLUÊNCIA
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EXTRÍNSECOS AO SOLO:
Precipitação:
Intensidade e duração
Precipitação antecedente
Manejo do solo:
Preparo
Compactação
Tipo de cobertura vegetal
Práticas de conservação do solo
(cont.)
5.2 FATORES DE INFLUÊNCIA
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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
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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.)
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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.)
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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.)
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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.)
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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
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5.4 MÉTODOS CÁLCULO CI
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
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5.4 MÉTODOS CÁLCULO CI
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.
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5.4 MÉTODOS CÁLCULO CI
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.
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5.4 MÉTODOS CÁLCULO CI
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.
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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
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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 →∞
5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
1tdt
dIi
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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).
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5.5 MODELOS DE INFILTRAÇÃO
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
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